Kabel selbst konfektionieren

Viele Hifi-Hobbyisten haben Spaß daran, sich die benötigten Kabel selbst zu konfektionieren, anstatt sie fertig zu kaufen. Abgesehen von der Freude am Selbermachen kann man damit auch den Kabelsalat reduzieren, indem man die Kabel nicht länger als nötig macht, und man kann optisch ansprechendere Lösungen umsetzen, für Leute die sich auch hinter die Geräte gucken lassen. Nicht zuletzt bietet sich so auch die Möglichkeit, spezielle Bedürfnisse zu befriedigen, z.B. bezüglich der verwendeten Stecker und Adapter, und bezüglich des allgemeinen Qualitätsniveaus des verwendeten Materials.

Kabel sind ein weites Feld, und im Bereich Hifi auch oft heiß umstritten. Ich will hier in diesem Beitrag gar nicht den Versuch machen, das alles abzudecken, zumal es hier im Forum darüber unzählige Beiträge gibt, auf die man hier im Thread verweisen kann und/oder die man über die Suchfunktion finden kann. Hier im Thread soll es um den Einstieg und die Basisinformationen gehen, von denen ausgehend jeder eingeladen ist, sich nach Bedarf auf die Suche nach weiteren Informationen und Ansichten zu begeben.

Beim Konfektionieren von Kabeln geht es darum, an ein Stück industriell gefertigtes Kabel die passenden Stecker anzubringen, und ggf. das Ganze noch mit Schrumpf- oder Gewebeschläuchen optisch und mechanisch "aufzupeppen". Es gibt auch Leute die sich aus Einzeldrähten ihre Kabel selbst flechten oder wickeln, aber das dürfte die Ausnahme sein, und soll hier nicht weiter erwähnt werden.

Ebensowenig kümmere ich mich hier um Netzkabel, denn hier kommen noch Sicherheitsaspekte hinzu, deren rechtliche Konsequenzen ich lieber vermeide. Es soll der Hinweis reichen daß der Netzstrom lebensgefährlich sein kann und daher jeder, der daran herumbastelt, auch wenn's nur um das Konfektionieren von Netzkabeln geht, mit den entsprechenden Vorschriften vertraut sein sollte, und wenn er das ist braucht er meine Hilfe nicht. Wer es nicht ist läßt davon besser die Finger.

Allgemeines und Grundlagen

Ein Kabel hat in unserem Zusammenhang eigentlich nicht nur eine, sondern zwei Aufgaben:

o Ein gewolltes Signal möglichst verlustfrei von A nach B zu übertragen
o Ein ungewolltes Signal davon abzuhalten, das gewollte Signal zu verfälschen.

Je nach den Umständen liegen die Probleme mal im Einen und mal im Anderen Bereich, und entsprechend sind je nach den Umständen verschiedene Eigenschaften eines Kabels wichtig. Daneben gibt's dann je nach Anwendungsfall noch weitere "nichtelektrische" Anfoderungen an Kabel, wie z.B.:

o Biegefähigkeit bzw. Knicksteifigkeit, auch bei verschiedenen Temperaturen
o Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Beschädigung, z.B. Stöckelschuhe, Räder, Durchscheuern, ...
o Widerstandsfähigkeit gegen aggressive Substanzen
o Widerstandsfähigkeit gegen Sonnenlicht bzw. UV-Strahlen
o Widerstandsfähigkeit gegen Hitze und Feuer
o Mechanische Abmessungen und Bauformen, wie z.B. flache Kabel, die unter einem Teppich verlegt werden können
o Kabelfarben, die zur leichteren Unterscheidung verschiedener Kabel oder aus ästhetischen Gründen benutzt werden
o Mechanische Kompatibilität zu den gewünschten Steckern
o Preis und Verfügbarkeit

Entsprechend vielfältig ist das Angebot an Kabeln, und eine sinnvolle Auswahl kann schwierig werden, wenn man vor lauter Bäumen den Wald nicht mehr sieht.

So gibt es zum Beispiel Kabel, die ohne den geringsten elektrischen Vorteil ein Vielfaches eines anderen Kabels kosten, bloß weil sie mechanisch, thermisch oder chemisch widerstandsfähiger sind. Wer diese zusätzliche Widerstandsfähigkeit nicht braucht, hat von den Mehrkosten keinen Nutzen. Wer also die nötigen Eigenschaften kennt und sie von den unnötigen unterscheiden kann, kann echtes Geld sparen. Kabel, deren Isolation aus Teflon besteht, sind zum Beispiel wesentlich teurer als solche mit PVC oder anderen Kunststoffen. Die Unterschiede in den elektrischen Eigenschaften spielen oftmals keine Rolle, aber das Teflon-Kabel hält erheblich höhere Temperaturen aus und verträgt einige Lösungsmittel und Chemikalien, die das PVC angreifen würden. In Industrieanlagen, Flugzeugen und anderen Anwendungen kann das entscheidend sein, für die Hifi-Anlage ist das fast mit Sicherheit bedeutungslos.

Teflon-Kabel können natürlich immer noch "schöner" als PVC-Kabel sein, und wem das wichtig ist wird sich auch am höheren Preis nicht stören, aber da geht's in den Bereich des persönlichen Geschmacks, über den ich hier nicht streiten will. Diese Entscheidung sei jedem selbst überlassen, meine Rolle soll sich hier auf die elektrischen Faktoren beschränken.

Die elektrischen Faktoren sind von Bedeutung für die oben genannten zwei Aufgaben des Kabels, und weil die zu übertragenden Signale je nach Anwendungsfall unterschiedlicher Art sind müssen wird die Betrachtung je nach Anwendungsfall unterscheiden. Bei Hifi-Anlagen finden sich üblicherweise folgende Fälle:

NF-Kabel, unsymmetrisch, Line-Pegel

Das ist der Hauptteil der Kabel, typischerweise mit Cinch-Steckern, aber auch andere Steckerarten kommen vor. Siehe zu den Steckern auch hier

Die Übertragung mit Line-Pegel stellt ziemlich geringe Anforderungen an ein Kabel, besonders wenn man die kurzen Distanzen berücksichtigt, so daß oft auch buchstäblich ein Stück Maschendrahtzaun ausreichen würde. Die Streitereien um dieses Thema sind daher mE stark übertrieben und es fehlt ihnen in der Regel auch die technische Grundlage.

Die Übertragung mit Line-Pegel im Hifi-Bereich gehorcht in der Regel (ziemlich laschen) internationalen Normen, was Pegel, und Impedanzen angeht, aber selbst diese laschen Normen erlauben problemlose Signalübertragung auf kurze Distanzen wenn das Kabel nicht zu abwegig konstruiert ist. Bedeutung hat hier im Zusammenspiel von Kabel und den beteiligten Geräten vor allem die Ausgangsimpedanz des sendenden Gerätes und die Kabelkapazität, durch die ein Tiefpaß gebildet wird, welcher in seiner Grenzfrequenz natürlich deutlich oberhalb des Hörbereiches liegen sollte. Der Einfluß der Kabelkapazität wird dabei mit steigender Ausgangsimpedanz größer. Praktische Grenzen für Geräte liegen hier bei 2-3kOhm, allenfalls können passive Vorverstärker noch darüber liegen. Die Kapazität des Kabels steigt proportional zur Länge, folglich sind lange Kabel kritischer als kurze.

Faustregel: Kurze Kabel (<2m): Kapazität egal. Lange Kabel: weniger Kapazität ist besser.

Die beste Bauform für ein unsymmetrisches NF-Kabel ist das Koaxialkabel, mit der Masse auf dem Schirm und dem Signal auf dem Innenleiter. So ist ja auch der Cinch-Stecker selbst gestaltet. Der Widerstand des Innenleiters ist dabei praktisch unbedeutend, denn der Eingangswiderstand des empfangenen Gerätes ist mit >10kOhm recht hoch, und es fließt nur sehr wenig Strom. Man hat also weder etwas von einem besonders dicken Innenleiter, noch von besonders edlem Material (besonders reines Kupfer oder gar Silber). So gut wie jeder Draht tut's problemlos als Innenleiter. Auch die Stereoplay hat dementsprechend schon Leitungen empfohlen, die einen Innenleiter aus kupferplattiertem Stahl haben (RG-142), und viele Leute sind zufrieden mit RG-59, dessen Innenleiter genauso aufgebaut ist.

Das Schirmgeflecht sollte dagegen möglichst dicht und niederohmig sein, denn im Gegensatz zum Innenleiter kann das Schirmgeflecht gleichzeitig Teil von zwei Stromkreisen sein: Dem Nutzstromkreis, in dem das gewünschte Signal fließt, und einem Störstromkreis, in dem ein unerwünschtes Signal fließt, das aus Brummschleifen herrührt, oder von anderen Störquellen in der Umgebung. Ein gemeinsamer Widerstand in zwei Stromkreisen stellt aber einen Kopplungsmechanismus zwischen diesen Stromkreisen dar, und ist somit ein Einfallstor für Störungen in das Nutzsignal. Ein Koaxkabel mit einem gut leitenden Schirm hat also bei der Störunterdrückung Vorteile. Er bietet auch guten Schutz gegen Einstahlung von Radiowellen in das Signal. Aufwändigere Kabel haben sogar einen doppelten Schirm, der ist dichter und hat noch weniger Widerstand. Damit kann man in schwierigen Situationen noch ein Quäntchen herausholen, aber wenn das einen Unterschied macht wäre es oft besser, auf die Suche nach der Störquelle zu gehen und sie abzustellen.

Die zu diesem Problemfeld gehörende Theorie findet man z.B. hier diskutiert.

Die allermeisten handelsüblichen Koaxialkabel sind geeignet, auch die praktisch überall erhältlichen und billigen Standardtypen RG-58, RG-59 oder RG-62. Der unterschiedliche Wellenwiderstand und andere Unterschiede in den Daten dieser Kabel sind für diesen Anwendungsfall unbedeutend.

NF-Kabel, unsymmetrisch, Phono

Für diesen Kabeltyp gilt das oben gesagte im Prinzip ebenfalls. Die Phono-Signale sind im Vergleich zu Line-Pegel aber recht schwach und müssen nochmal extra verstärkt werden. Dadurch werden sie auch für Störeinkopplungen empfindlicher, außerdem spielt die Kabelkapazität eine wesentlich größere Rolle, weil die daraus resultierende Belastung für den Tonabnehmer eine klangliche Verfärbung bewirken kann.

Dadurch wird das, was schon oben für Line-Kabel als empfehlenswert genannt wurde, hier in verstärktem Maß wichtig. Man sollte das Kabel nicht länger als nötig machen, und Kabeln mit niedriger Kapazität und guter Schirmung den Vorzug geben.

Ähnliche Bedingungen herrschen bei Mikrofonsignalen, diese werden aber in aller Regel als symmetrisches Signal geführt, was weiter unten separat behandelt wird.

Einige Musikinstrumente wie z.B. Gitarren stellen ebenfalls gewisse Anforderungen an die Kabelkapazität und sind daher ähnlich wie Phonosignale zu behandeln.

NF-Kabel, symmetrisch, Line-Pegel

Diese Art Signal wird insbesondere bei professionellen Anlagen verwendet und fristet in Hifi-Anlagen ein Nischendasein. Dabei bietet diese Technik handfeste Vorteile bei der Störsicherheit. Sie erfordert bei den Geräten entsprechende symmetrische Ein- und Ausgänge, und kommt daher bei den üblichen unsymmetrisch ausgelegten Hifi-Geräten nicht in Frage. Wo sie vorhanden sind, können sie aber mit Vorteil eingesetzt werden, denn hier wird die Störeinkopplung über den gemeinsamen Widerstand der Schirmverbindung wie oben beim unsymmetrischen Fall beschrieben vermieden.

Die entsprechende Theorie dazu findet sich hier.

Diese Form der Übertragung braucht andere Arten von Kabel. Das geeignete Kabel hat hier einen Schirm und ein verdrilltes Adernpaar im Inneren. Manchmal findet man auch vier verdrillte Adern im Inneren (Sternvierer). Der Schirm spielt hier für die Signalübertragung selbst keine direkte Rolle, wodurch man Störstrom und Nutzstrom weitgehend voneinander getrennt halten kann. Der Schirmwiderstand ist daher nicht mehr so wichtig, und die Übertragung ist auch über lange Kabel (hunderte von Metern und mehr) noch ohne Störungen möglich.

Auch hier spielt Material und elektrischer Widerstand der Signaldrähte keine Rolle, außer bei extrem langen Kabeln. Es sollte die Verdrillung gleichmäßig und fest sein, und der Schirm dicht, um gegen Radioeinstrahlung gewappnet zu sein, wobei der Schirmwiderstand wie schon erwähnt keine große Bedeutung hat.

Für symmetrische Signale dieser Art ist auch Telefonkabel oder noch besser Netzwerkkabel (Cat-3 oder höher) gut geeignet. Man kann ohne weiteres auch mehrere Signale nebeneinander im gleichen Kabel führen, denn die Kabel haben mehrere Adernpaare. Das Übersprechen bleibt durch die Art der Verdrillung dabei sehr gering.

NF-Kabel, symmetrisch, Mikrofon

Abgesehen davon daß Mikrofonsignale viel schwächer sind als Line-Signale gelten wieder die gleichen Aussagen wie bei symmetrischen Line-Signalen. Der wegen der geringen Pegel erhöhten Störempfindlichkeit kann man im Extremfall mit Sternvierern begegnen, wo von den vier miteinander verdrillten Adern jeweils die gegenüberliegenden zusammengeschaltet werden. Es resultiert aber eine etwas höhere Kapazität, die sich bei besonders langen Kabeln bemerkbar machen kann.

Digital-Audio-Kabel, unsymmetrisch (S/P-DIF)

Die S/P-DIF-Schnittstelle wurde so ausgelegt daß sie mit handelsüblichen Analog-Video-Kabeln arbeiten kann. Da die übertragenen Frequenzen viel höher sind als bei NF, muß man hier Welleneffekte berücksichtigen, die sich insbesondere bemerkbar machen wenn das Kabel mehr als ein paar wenige Meter lang ist. Am besten hält man daher die geforderten Wellenwiderstände ein, hier 75 Ohm. Koaxkabel mit anderen Wellenwiderständen sind weniger gut geeignet und können bei längeren Kabeln dazu führen daß es gar nicht mehr vernünftig funktioniert.

Die bei Koaxkabeln gängigen Wellenwiderstände sind 50 Ohm und 75 Ohm, und es gibt auch noch ein paar "Exoten" mit anderen Werten. Das gängigste 50-Ohm-Kabel ist das RG-58, während das gängigste 75-Ohm-Kabel das RG-59 ist. Beide sind recht günstig und so gut wie überall erhältlich. Für S/P-DIF ist natürlich letzteres zu bevorzugen. Auch Antennenkabel kommen in Frage.

Der Wellenwiderstand ist etwas ganz anderes als der Schirmwiderstand von dem oben die Rede war, wer darüber mehr wissen will findet die entsprechenden Erklärungen hier.

Da die für Analog-Video geeigneten Kabel sowohl für Digital-Audio als auch für Analog-Audio geeignet sind (beides unsymmetrisch), bietet sich die Möglichkeit, mit einem Kabeltyp alle in der Hifi-Anlage auftretenden Fälle abzudecken - mit Ausnahme der Lautsprecherleitungen. Solch ein universeller Typ ist z.B. das RG-59, es gibt aber auch entsprechende "hochwertigere" Typen, manche davon sind sogar mechanisch mit dem RG-59 kompatibel, so daß die gleichen Stecker verwendet werden können. Dadurch kann man den Selbstbau "rationalisieren".

Digital-Audio-Kabel, symmetrisch (AES/EBU)

Dieser Signaltyp findet wieder hauptsächlich in der professionellen Technik Verwendung und ist nur selten bei Hifi-Geräten anzutreffen, hier findet wieder ein verdrilltes zweiadriges Kabel mit Schirmung Anwendung, wobei hier auch noch der Wellenwiderstand von 110 Ohm einzuhalten ist.

Cat-3 Kabel oder höher aus der Netzwerktechnik sind hier gut geeignet, wobei über die vier Adernpaare vier getrennte Stereosignale geführt werden können, wenn erforderlich. Es gibt aber auch spezielle AES/EBU-Kabel mit unterschiedlichen Anzahlen von Drahtpaaren.

Gegenüber den Anforderungen an symmetrische Analogkabel kommt hier nur der Wellenwiderstand hinzu, und man kann davon ausgehen daß ein gutes AES/EBU-Kabel auch ein gutes symmetrisches Analogkabel abgibt, aber nicht umgekehrt. Die universellere Lösung sind daher die AES/EBU-Kabel, zumal diese in aller Regel auch recht wenig Kapazität haben.

Digital-Audio-Kabel, optisch (Toslink)

Diese Kabel enthalten kein Metall, sondern eine transparente Kunststofffaser in einer undurchsichtigen Umhüllung. Solche Kabel selbst zu konfektionieren ergibt normalerweise wenig Sinn, und man hat in der Regel auch Schwierigkeiten, die Stecker und die Kabel-Meterware getrennt zu besorgen. Das ist ein wenig schade, denn so könnte man immer die richtige Länge konfektionieren.

Wichtig ist hier eine knickfreie Verlegung und ein sauberer ebener Schnitt des Faserendes, an dem sich das Licht möglichst wenig brechen und streuen kann. Die Faser muß auch maßhaltig in der richtigen Tiefe sitzen, damit das Ende möglichst nahe an Sender und Empfänger zu liegen kommt.

Lautsprecherkabel

Diese Leitungen sind insofern ein Sonderfall als die Impedanzen hier sehr viel geringer sind als bei allen anderen Verbindungen. Die Ausgangsimpedanz eines Verstärkers liegt normalerweise bei Bruchteilen eines Ohm, und ein Lautsprecher hat eine Impedanz im einstelligen Ohm-Bereich. Die Impedanzen variieren auch oftmals deutlich mit der Frequenz.

Unter solchen Umständen hat der Widerstand der Leitung eine gewisse Bedeutung, darum wird generell empfohlen die Leitung nicht zu dünn zu machen. Je länger das Kabel ist, desto dicker sollte es auch ausfallen. Siehe hier für entsprechende Empfehlungen.

Die niedrigen Impedanzen und der relativ hohe Pegel verringern allerdings auch die Chancen für ein Störsignal, das in das Kabel einkoppeln könnte. Man kommt daher in den allermeisten Fällen völlig ohne Abschirmung aus.

In manchen Fällen zeigt sich ein Verstärker empfindlich für Radiosignale auf der Lautsprecherleitung. In solchen Fällen kann das Radiosignal im Verstärker demoduliert und verstärkt werden, mit dem Ergebnis daß man das Radioprogramm ganz leise im Hintergrund hört, auch ohne Tuner. So etwas ist recht selten und die Folge einer Kombination aus einem starken Radiosender (oder Amateurfunker) in der Nähe und einem besonders empfindlichen Verstärker. Koaxiale bzw. abgeschirmte Lautsprecherkabel können hier eventuell helfen, oft reicht aber auch schon eine andere Verlegung der Kabel.

Besondere Materialien für den Draht (z.B. Silber) haben keinen besonderen Nutzen, denn der geringere Widerstand könnte genausogut auf billigere Art durch einen etwas dickeren Draht erreicht werden. Auch die Besorgnisse wegen des Skineffekts, denen man hier wegen der dicken Drähte begegnet, sind in der Regel ohne Grundlage. Zur Skineffekt-Theorie siehe hier.

Manche Lautsprecherkabel-Konstruktionen haben abnorme Werte für Kapazität und/oder Induktivität. Hier kann insbesondere eine hohe Kapazität zu Problemen führen weil sich manche Verstärker davon zu Schwingungen anregen lassen. Das ist eigentlich ein konstruktiver Mangel des Verstärkers, aber es kommt in der Praxis gelegentlich vor. Die Kapazitäten "normaler" Kabel sollten aber im harmlosen Bereich liegen, so daß davon keine Probleme zu befürchten sind. Lediglich Kabel, deren Induktivität speziell reduziert wurde, oder deren Wellenwiderstand (obwohl bedeutungslos) sehr niedrig ausfällt, neigen dazu sehr hohe Kapazitätswerte aufzuweisen, hier ist also ggf. Vorsicht angebracht.

Weitere Kabeltypen

Für weitere Kabeltypen kommt ein Selbstbau oft wegen spezieller Anforderungen nicht in Betracht. Ein HDMI-Kabel hat z.B. recht stringente Anforderungen zu erfüllen, die nicht einfach für den Hobbyisten erreichbar sind, zumal man schwer an das Material herankommt. Wer sich an solche Projekte heranwagt wird meine Einführung hier nicht mehr brauchen.

Ebenfalls ein spezielles Thema ist der Selbstbau von Adaptern zwischen verschiedenen Anschlußtypen. Da muß man von Fall zu Fall klären ob ein passender Adapter möglich ist und wie er zu verdrahten wäre.

Steckermontage

Stecker kann man im Wesentlichen auf folgende Arten anbringen:

o Löten
o Crimpen
o Schrauben
o Klemmen

Wichtig ist für eine dauerhafte Verbindung in jedem Fall, daß die Kontaktstelle nicht korrodieren kann, denn sonst würde mit der Zeit der elektrische Kontakt schlechter werden. Die beste Möglichkeit zur Verhinderung der Korrosion ist es, wenn man eine Verbindung gasdicht macht, denn dann kann die zur Korrosion nötige Luft nicht eindringen. Alternativ kann man Materialien verwenden, die nicht korrodieren, wie z.B. Gold. Dann müssen aber alle beteiligten Kontaktstellen aus dem edlen Material sein, es reicht nicht wenn nur eine Seite vergoldet ist, weil dann die andere Seite immer noch korrodieren kann, und das oft sogar verstärkt tut.

Eine gasdichte Verbindung erfordert entweder genug mechanischen Druck, der auch nicht mit der Zeit nachlassen darf, oder geschmolzenes Metall, das die Zwischenräume auffüllt.

Beim Löten gilt die zweite Bedingung, und der Vorgang ist einfach und erfordert wenig Werkzeug. Bloß ein bißchen Übung mit dem Lötkolben ist nötig. Für den Hobbyisten gut geeignet.

Nachteil kann sein, daß bei Litzen das Lötzinn ins Kabel kriecht und es versteift, wodurch eine bruchgefährliche Stelle am Kabelende entstehen kann. Falsch ist es auch eine Litze zu verzinnen, um das Ende dann per Schraube zu klemmen. So ein verzinntes Litzenende ist zu weich als daß die Klemmung dauerhaft gasdicht bleiben würde. Ein Litzenende, das per Schraube geklemmt werden soll, sollte mit einer Aderendhülse oder einem Kabelschuh versehen werden. Bestimmte Konstruktionen erlauben auch das direkte Klemmen des unverzinnten Litzenendes.

Beim Crimpen wird eine Hülse um den Draht gequetscht, so daß die Hülse dauerhaft einen elastischen Druck auf den Draht oder die Litze ausübt. So etwas, wenn richtig gemacht, kann sehr zuverlässige und dauerhafte Verbindungen ergeben. Es ist in vielen Fällen die beste Lösung. Man braucht aber geeignetes Werkzeug, besonders eine passende Crimpzange, und die ist für jede Steckverbindung speziell. Gute Crimpzangen können auch ordentlich ins Geld gehen. Man wird sich als Hobbyist daher gut überlegen, welche Steckverbindungen und Kabel man verwenden will, um mit möglicht wenigen und günstigen Zangen auszukommen.

Bei Cinch-Steckern ist in allererster Linie eine gute Verbindung bei der Masse, also dem Schirm nötig. Oftmals wird die nicht gelötet, sondern geklemmt. Eine mechanisch zuverlässige Lösung ist daher angeraten. Hier im Forum gibt es in vielen Threads Hinweise auf und Erfahrungsberichte für entsprechende Produkte, die ich hier nicht wiederholen will. Man sollte sich bewußt sein daß eine mechanisch einwandfreie Lösung in aller Regel voraussetzt, daß der Stecker gut zum Kabeldurchmesser paßt.


Soweit die Einführung. Ich möchte noch anfügen das hier zwar Fragen möglich sind, aber daß wegen der Vielfalt der hier im Forum geschriebenen Beiträge zu diesem Thema oft eine Suche die bessere Idee ist, oder auch ein eigener Thread in den entsprechenden Bereichen. Hier im Thread sollte es im Interesse der Übersichtlichkeit bei den grundlegenden Fragen bleiben.