Kabel und Stecker - 11 wichtige Grundlagen im Überblick

Bei der asymmetrischen Signalübertragung wird das Signal nur über einen einzigen Signalleiter übertragen. Gegen Einstreuungen von außen ist dieser Signalleiter mit einer Abschirmung geschützt, welche zugleich als zweiter Pol (Masse) dient. Typische Anwendungen für asymmetrische Signalübertragung sind z.B. Instrumentenkabel (Gitarre, Bass, usw.) oder Cinch-Verbindungen (Tape-Decks, Hi-Fi-Bereich). Diese Art der Übertragung ist konzeptionsbedingt anfällig für Störeinstreuungen, da beim Empfänger nicht zwischen Signal und Störung unterschieden werden kann. Sie hat sich aufgrund ihrer Einfachheit aber bei vielen Anwendungen im Live- und Studio-Alltag durchgesetzt.

Bei symmetrischer Übertragung wird das Signal über zwei Signalleiter jeweils spiegelverkehrt übertragen –  z.B. +1V auf Leitung eins und –1V auf Leitung zwei. Werden nun von außen Störungen in das Kabel eingestreut, wirken diese in beiden Signalleitern mit gleicher Polarität, z.B. +0,5V auf Leitung eins und +0,5V auf Leitung zwei. Wenn man diese Werte nun addiert liegen auf Leitung eins +1,5V  und auf Leitung zwei –0,5V an. Da der Empfänger auf beiden Signalleitern aber immer die gleiche Spannung in umgekehrter Polarität erwartet, kann dieser die Störung erkennen und anschließend herausfiltern. Diese Übertragungsmethode wird z.B. bei Mikrofonkabeln eingesetzt.

Eine eventuell angelegte Phantomspeisung wird ebenfalls über die beiden Signalleiter zum angeschlossenen Endgerät übertragen und über die Schirmung (Masse) zum Ausgangsgerät zurückgeführt.

Fast alle Schallquellen in der Natur sind Mono. Das heißt, dass es nur einen Punkt im Raum gibt von dem der Schall abgestrahlt wird. Das beste Beispiel dafür ist die menschliche Stimme, die nur von einem Punkt, nämlich den Stimmbändern, ausgeht. Zur Übertragung eines Mono-Signals wird dementsprechend nur ein Signalleiter benötigt.

Das Gehör des Menschen und auch das der meisten anderen Spezies ist hingegen in Stereo ausgeführt. Das bedeutet wiederum, dass zwei Punkte im Raum den Schall aufnehmen. Dies dient zur räumlichen Ortung von Schallquellen mit Hilfe von Laufzeitunterschieden.

In der Musikproduktion werden die meisten Schallquellen in Mono aufgenommen. Beim Mischen werden diese dann in ein Stereo-Canvas eingepasst, welches du dir wie eine Bühne bei einer Live-Veranstaltung vorstellen kannst. Dabei werden die Instrumente beliebig auf dieser imaginären Bühne platziert und es kann der Eindruck einer räumlichen Anordnung erweckt werden. Das setzt natürlich voraus, dass bei der Wiedergabe zwei Lautsprecher verwendet werden, damit diese Anordnung dann auch in „Stereo“ abgespielt werden kann.

Für die Signalübertragung bedeutet das, dass der linke und rechte Kanal jeweils auf einem eigenen Signalleiter im Kabel übertragen werden müssen. Die Stecker und Buchsen müssen auch dementsprechend ausgeführt sein, sodass sie das ankommende Stereosignal auch richtig interpretieren. Meistens werden dafür Stereoklinken-Verbindungen oder einfach zwei Monoklinken- oder Cinch-Verbindungen verwendet.

Der Signalleiter ist das Hauptelement jedes Kabels und ist dafür verantwortlich das Signal so verlustfrei wie möglich zu übertragen. Er kann entweder aus nur einer dicken, relativ starren Ader (z.B. beim Koaxial-Kabel beim TV) oder aus mehreren verdrillten Adern bestehen. Starre Adern sind im Studio selten im Einsatz, da sie im Gegensatz zu verdrillten Adern unflexibel und anfällig für Kabelbrüche sind. Ein Kabel kann auch mehrere Signalleiter haben – z.B. symmetrische Kabel (Mikrofonkabel) oder Kabel für Steuersignale wie z.B. MIDI oder CAT-5 (Netzwerkkabel). Der Signalleiter in gängigen Kabel ist aus Kupfer – bei Digitalkabeln kommt ein Lichtwellenleiter zum Einsatz. Er ist meist von einem Kunststoffmantel umgeben, der als Abstand zu eventuellen anderen Leitern oder zur Schirmung dient.

Um elektromagnetische Einstreuungen vom Signalleiter fernzuhalten, werden diese mit einer Abschirmung umgeben. Diese besteht meist aus einem Geflecht aus feinen Metalldrähten, das unter der äußersten PVC-Kabelhülle liegt. Bei mehradrigen Kabeln kann es auch vorkommen, dass die einzelnen Signalleiter jeweils eine eigene Schirmung haben. Die Schirmung dient bei den meisten Kabel auch als Erdung, ist also mit der Masse der angeschlossenen Geräte verbunden.

Lichtwellenleiter werden, wie der Name schon sagt, zur Übertragung von Lichtsignalen verwendet. In der Musikproduktion sind diese Kabel bei der Übertragung von digitalisierten Audiosignalen (z.B. via ADAT) im Einsatz. Das kann z.B. beim Anschluss eines zusätzlichen Digitalwandlers an dein Audio-Interface der Fall sein. Lichtwellenleiter bestehen, wie andere Audiokabel auch, aus mehreren Schichten. Dazu zählen der licht-leitende Kern, ein Mantel, eine Schutzbeschichtung und die äußere Hülle.

Mono-Klinkenstecker werden hauptsächlich für den Anschluss von Instrumenten an Verstärker oder DI-Boxen verwendet (E-Gitarre, E-Bass, usw.). Kabel mit dieser Steckverbindung sind durch die bauartbedingte asymmetrische Signalübertragung anfälliger für Einstreuungen von Störsignalen. Vor allem bei großen Kabellängen summieren sich etwaige Einstreuungen und können das anliegende Nutzsignal stark negativ beeinflussen. Im Homestudio ist es also sinnvoll kurze Instrumentenkabel zu verwenden, um dem vorzubeugen. Klinkenstecker können auch als Stereoversion ausgeführt sein, um z.B. Stereosignale über ein einziges Kabel oder Monosignale symmetrisch zu übertragen.

XLR-Stecker werden z.B. für den Anschluss von Mikrofonen an einen Mikrofonvorverstärker benutzt und sind durch symmetrische Signalübertragung kaum anfällig für Einstreuungen von Störsignalen. Die Kabellänge ist dadurch kein Problem mehr. Da das Mikrofon eines der Hauptwerkzeuge im Studio ist, sind XLR-Kabel meist in Hülle und Fülle vorhanden. Je nachdem was du in deinem Homestudio aufnimmst, reicht aber meist eine Handvoll hochwertiger XLR-Kabel mit unterschiedlicher Länge, um für die gängigsten Homerecording-Anwendungen gewappnet zu sein.

Cinch-Stecker sind kleine, rein asymmetrisch übertragende Mono-Stecker, die vor allem im Hi-Fi-Bereich verwendet werden. Sie kommen auf CD-Playern, Tape-Decks, Mischpulten und teilweise auf günstigen Audio-Interfaces zum Einsatz. Sie sind eher für Verbindungen geeignet, die nicht andauernd aus und eingesteckt werden müssen. Günstige Studiomonitore haben teilweise auch nur Cinch-Anschlüsse an Bord.  Digitale Übertragungsformate wie S/PDIF oder teilweise auch AES-EBU verwenden ebenfalls Cinch als Übertragungsvariante.

Das “Musical Instruments Digital Interface“, kurz MIDI, wurde Anfang der 80er als Schnittstelle für den Austausch musikalischer Steuerinformationen zwischen elektronischen Instrumenten, wie Keyboards und Synthesizern, eingeführt. MIDI konnte sich trotz kleiner Schwächen als Standard etablieren und bis zum gegenwärtigen Zeitpunkt halten. MIDI-Stecker sind meist 5- oder teilweise auch 7-polig. Im Homestudio verlieren die klassischen MIDI-Anschlüsse aber immer mehr an Bedeutung, da nahezu jedes moderne Keyboard und jeder Synthesizer die MIDI-Informationen über USB überträgt. Sofern du also keine alten Synthesizer in dein Setup integrieren willst, wirst du diese Anschlüsse auf deinem Audio-Interface nicht unbedingt benötigen.

Diese Stecker sind dir wahrscheinlich von Netzwerkroutern und Netzwerkkarten bekannt. Sie werden im Live- und Studio-Bereich oft zur Übertragung von Steuersignalen (z.B. bei Gitarrenverstärkern und dazugehörigen Floorboards) über CAT-5 Kabel verwendet. Sie sind seit einiger Zeit auch bei Audiointerfaces mit der DANTE-Schnittstelle im Einsatz. Diese kann digitalisierte Audio Signale direkt an DANTE-fähige Netzwerkkarten übertragen.

Speakon– oder auch Speaker-Twist-Stecker werden zur Verbindung zwischen Box und Verstärker bei PA-Anlagen und Bassverstärkern verwendet. Der große Vorteil ist, dass die Kontaktflächen nicht offen liegen und sie so einen Schutz vor Stromschlägen bieten. Das macht gerade bei Röhrenverstärkern oder großen Leistungsendstufen Sinn, die Spannungen bis 150 V ausgeben können. Sofern du kein Bassist bist und mit deinem Verstärker zuhause spielst, wirst du im Homestudio aber selten mit dieser Steckverbindung zu tun haben.

TOSLINK ist die Abkürzung für TOShiba-LINK und ist der Standardstecker für Lichtwellenleiter. Du findest ihn auf Audio-Interfaces hauptsächlich in Form von ADAT-Buchsen, an denen du z.B. externe AD-Wandler oder Mikrofonvorverstärker mit integrierten AD- Wandlern anschließen kannst. Das wird beim Homerecording vor allem dann relevant, wenn du externes Equipment verwenden oder mehrere Kanäle gleichzeitig aufnehmen möchtest und dafür zusätzliche AD/DA-Wandler-Kanäle benötigst.