Alle argumenten over netsnoeren en power-conditioning bij elkaar.
Waar moet je op letten bij netsnoeren
Welke maatregelen hebben misschien effect op het geluid
Welke maatregelen zijn volstrekt overbodig of onzin
Gelijkstroomcomponenten in het lichtnet
Aparte eindgroep voor audio apparatuur
Lichtnet Power beter naar versterker
En dan heb ik nog een paar opmerkingen over "storing" die via licht snoeren zou kunnen binnenkomen.
Er is een serie technische thema's over EMC waarbij ook lichtnet filtering aan de orde komt.
In dit hoofdstuk verzamel ik alle argumenten voor en tegen de stelling dat bijzondere (lees dure) lichtnet kabels en/of apparaten voor "power conditioning" een hoorbaar effect op het uiteindelijke geluid hebben.
Mijn insteek is dat zulke effecten -bewijsbaar- niet zijn, maar ik zie graag tegenbewijs, en ik zal proberen om dat met technische en logische argumenten omver te halen.
Let wel: Het gaat hier alleen over netsnoeren, netfilters, verdeelsloffen, netspannings stabilisatoren en dergelijke.
Voor andere kabels gelden andere overwegingen. Zie het introductie hoofdstuk over kabels.
Dit hoofdstuk is voorlopig niet klaar; ik zal het steeds bijwerken met argumenten vóór en tegen de stelling. Voel je dus vrij om een nieuw argument te berde te brengen dat moet verklaren dat er zulke enorme verschillen tussen diverse lichtnet verbindingen hoorbaar zijn. Ik zal het weerleggen.
Waar moet je op letten bij netsnoeren
Het belangrijkste van netsnoeren is dat ze onbeschadigd zijn. Een beschadigd netsnoer kan een gevaar voor een elektrische schok of een kortsluiting opleveren. In het laatste geval is er ook een risco voor brand.
In het algemene hoofdstuk over bekabeling heb ik al voldoende verteld over aarden. Ik herhaal alleen nog een keer dat :
- Aarden doen we alleen voor de elektrische veiligheid. Bij de meeste audio apparatuur voor in de huiskamer is dat niet nodig, want die spullen zijn dubbel geisoleerd.
- Aarden om stoorproblemen op te lossen helpt meestal niet, en veroorzaakt niet zelden zelfs nieuwe stoorproblemen.
Welke maatregelen hebben misschien effect op het geluid
In
sommige gevallen is er een verschil in brom-nivo afhankelijk van hoe de steker
in de wandcontactdoos (stopcontact) of slof zit. Zet de CD-speler op pauze en
draai het volume geheel open. Als je dan een brommend of zoemend geluid hoort
kan het uitmaken hoe de stekkers aangesloten zijn. Als je hier echt last van
hebt, (bij normale luister omstandigheden is het meestal zo zwak dat je het
totaal niet merkt) probeer dan alle combinaties van de stekers van alle
apparaten in je installatie. Het is best mogelijk dat het ompolen van de stekker
van de tuner een verschil uitmaakt in het bromnivo van de CD.
N.B: Draai het volume terug voordat je stekkers uittrekt of insteekt. Er kunnen
onaangenaam forse knallen ontstaan.
Let wel: de stekker polariteit kan iets uitmaken voor bijgeluiden als brommen of zoemen. NIET voor het strakke laag, het heldere midden, het gedetailleerde hoog of de "plaatsing" van instrumenten of stemmen.
Zie
ook het Aardlus probleem en andere
opmerkingen in het hoofdstuk over storing.
Top
Welke maatregelen zijn volstrekt overbodig of onzin
Alles wat niet hierboven genoemd wordt heeft geen enkel effect op het uiteindelijke geluid. (maar het staat misschien wel mooi of indrukwekkend)
Kijk ook bij "Er wordt beweerd....."
Een toenemend probleem -je leest er zo af en toe ook over in de krant- is de hoeveelheid elektrische "rommel" die allerlei apparaten "in het lichtnet stoppen". Dat laatste vergt wat toelichting, want er zijn drie aspecten met een totaal verschillende achtergrond.
Ten eerste:
Mensen kunnen (stoor) signalen met frequenties boven ca. 20 kHz niet horen. Dat betekent dat -gesteld dat zulke stoorsignalen in je versterker terecht komen- er ook nog een mechanisme moet zijn dat die storing vertaalt naar iets hoorbaars. Zo'n mechanisme is er in principe, maar alleen als het stoorsignaal voldoende sterk is, en er in je apparatuur onvoldoende maatregelen genomen zijn om die stroring tegen te houden. Het gaat dan om de z.g. AM-detectie. Hiervoor moet het stoorsignaal zo sterk doorkomen dat het door niet-lineariteiten (de diode werking van transistoren of buizen) gelijkgericht wordt. In de praktijk doet dit probleem zich uitsluitend voor als er een sterke radio of TV-zender in de buurt is.
Analoge audio apparatuur, zoals regel, lijn- en eind versterkers kan met eenvoudige en goedkope middelen (weerstandje + condensatortje, misschien een spoeltje) volstrekt ongevoelig gemaakt worden voor dit soort storing. Het (extra) afschermen van allerlei kabels is veruit de duurste methode met een beperkte kans op succes.
Ten tweede:
Bij vrijwel alle elektronische apparatuur worden de reservoir condensatoren van het voedingsdeel alleen gedurende de pieken van de netspanning bijgeladen. Dat resulteert in een elektrische stroom met veel oneven harmonischen van de dubbele lichtnet frequentie. 100, 300, 500, 700 enz. Hz. Het zijn vooral de energie distributie bedrijven die dit niet fijn vinden. In het (hoogspannings) distributie net worden nl. variabele condensatoren gebruikt, o.m. om de netspanning op peil te houden. Die harmonischen leiden tot excessief grote stromen door die condensatoren, met een reeks van problemen als gevolg.
Je begrijpt dat zelfs een zware audio versterker het lichtnet niet zo gauw in gevaar brengt, maar wel de grote, industriele verbruikers met bijv. elektronisch geregelde zware motoren als bij een grote drukpers of een staalwalserij. Er bestaan op dit moment alleen dwingende normen voor apparatuur vanaf een bepaald vermogen (flink groter dan wat je in een huishouden tegenkomt), maar het is te verwachten dat er op termijn ook normen gaan komen voor de zeer vele, kleine huishoudelijke verbruikertjes. Vooralsnog zijn de kosten om deze piekstromen te voorkomen veel te hoog voor zulke kleine apparaten, en de normgevende instanties hebben best nog wel eens gevoel voor de realiteit. Het Buzzword hier is "Power Factor Conditioning"
Hieronder zie je een gebruikelijk schema van het voedingsdeel van een versterker. De reservoir condensatoren worden alleen bijgevuld als de getransformeerde netspanning groter is dan de gelijkspanning die sinds het vorige bijladen nog op de condensator staat. Als een groot deel van de verbruikers in een gebouw van deze aard is zal de ook de netspanning afgeplatte toppen vertonen.
Audio apparaten hebben nooit last van dit soort storing. En dat enkele apparaat dat er toch wel last van heeft moet je onmiddelijk terugbrengen naar de winkel, want dan zitten er grondige ontwerpfouten in, en het effect daarvan laat zich niet oplosssen door maatregelen buiten de kast van dat apparaat.
Ten derde:
Nogal wat elektronische apparatuur gebruikt z.g. schakelende voedingen. (Audio versterkers meestal niet, maar digitale audio apparatuur, TV's en PC's en zo meestal wel) Dit soort voedings circuits kan in beginsel zeer veel hoogfrequente storing veroorzaken, waardoor radio en TV ontvangst gehinderd zou kunnen worden. Zulke appartuur moet voorzien zijn van goede netfilters om te voorkomen dat die storing via de lichtnet leidingen, die ook als zend antenne werken, uitgestraald wordt.
Ook gebruiken alle digitale apparaten (CD / DVD speler, PC om er maar een paar te noemen) zeer hoogfrequente signalen voor de interne werking. Bij PC's al meerdere Giga Hz. Deze signalen kunnen zonder degelijke voorzieningen "de kast uitkomen" en zo het radio/TV verkeer storen.
Al geruime tijd klagen (korte golf) radio amateurs dat er vrijwel geen lange afstands ontvangst meer mogelijk is door de "elektro smog" vooral van computers. En dan gaan een aantal computer gebruikers uit pure gekkigheid nog eens flink aan "case modding" doen, waardoor de EMC afscherming van de PC-kast -bij de meeste PC's toch al zeer matig- volledig onderuit gehaald wordt.
Bij frequenties boven ca. 80 MHz vindt vrijwel alle overdracht plaats door antenne werking. Bij (veel) lagere frequenties is er meestal sprake van geleiding, en er is een overgangs gebied waarin zowel geleiding als antenne werking een rol kunnen spelen. (Die grens van 80 MHz komt uit de medische EMC norm)
Hoe wordt door aarden de elektrische veiligheid bevorderd?
In de onderstaande schematische tekening is e.e.a. verduidelijkt met een wasmachine als voorbeeld.
In het transformator huisje wordt de 230 Volt afgeleid uit het middenspanningsnet (zo'n 10 - 35 kV). Er is daar een zeer goede aard-elektrode die de blauwe draad goed met aarde verbindt. In je huis is de metalen kast van je wasmachine ook goed geaard via de geel/groene draad. Als er nu een sluiting komt tussen de spanningvoerende draad en de kast van je wasmachine gaat er heel veel stroom lopen waardoor de "stop" stuk gaat. Die "stop" bevat een stukje dun draad dat bij een bepaalde stroomsterkte doorbrandt. Die brand wordt geblust door wat zand dat eromheen zit.
Het belangrijkste aspect van de veiligheid is dat er nooit een zodanige spanning op de kast van je wasmachine kan komen dat je daardoor een dodelijke schok kunt krijgen.
Een nog betere beveiliging wordt bereikt door de tegenwoordig verplichte "aardlek schakelaar" Dat is een een slim doosje in je meterkast dat controleert of de stroom die naar je wasmachine gaat ook weer volledig terugkomt. Als het verschil tussen de heen- en teruggaande stroom meer dan een bepaalde hoeveelheid is schakelt 'ie de spanning uit. Dus ook als er geen volledige sluiting is maar er slechts een lekstroom loopt bijv. omdat er contacten nat geworden zijn, spreekt die beveiliging aan.
Voor "gewone" eindgroepen wordt een aardlekschakelaar gebruikt die bij 30 mA verschilstoom afschakelt. Om een aantal redenen worden zware huishoudelijke verbruikers zoals wasmachines, vaatwassers, ovens e.d. aangesloten op aparte eindgroepen met een aardlekschakelaar die pas bij 500 mAverschilstroom afschakelt.
Het is maar een weetje: In Nederland was tot een aantal jaren terug de normale netspanning 220 Volt. Duitsland had 230 en Engeland 240 Volt. In Europees verband is overeen gekomen om in alle landen de netspanning gelijk te maken op 230 Volt. Om fabrikanten van elektrische spullen de gelegenheid te geven hierop in te spelen is die wijziging geleidelijk gegaan over een periode van ongeveer 10 jaar. In 2008 zijn we volledig op 230 Volt aangeland.
Ja, dat klopt. Ringkern transformatoren hebben hier eerder last van dan E-kern of C-kern trafo's.
Het echte verhaal is dat DC componenten -in ieder geval in Nederland- uiterst zelden voorkomen, en dan altijd nog in zeer geringe mate. Zo'n DC component wordt in hoge mate onderdrukt door de transformator waaruit je huis de energie ontvangt. Tijdelijke verstoringen in het lichtnet -het inschakelen van grote belastingen, zoals je buurman die aan het lassen is, kunnen kortstondig zulke problemen veroorzaken, en als je je oor op de transformator van je versterker legt kun je het misschien horen.
Als zulke ellende via de luidsprekers hoorbaar is moet je je versterker onmiddelijk terugbrengen naar de winkel, want die dient daar volstrekt ongevoelig voor te zijn.
Er is (dure) appartuur in de handel om zulke gelijkspannings componenten te onderdrukken (beter gezegd: het lichtnet met omgekeerde gelijkstroom zodanig te belasten dat het gemiddelde weer nul is). Dat is heel erg veel geld besteden aan een probleem waar je nooit last van hebt.
Ik heb ook schakelingen gezien met een paar diodes die pretenderen gelijkstroom componenten in het lichtnet tegen te houden. Dit soort schakelingen werkt in ieder geval niet. Degene die zoiets ontworpen heeft begrijpt niet hoe wisselstroom werkt, en als'ie dat wel begrijpt weet 'ie ook dat het boerenbedrog is wat 'ie gemaakt heeft.
Het
verhaal over gelijkspannings componenten in het lichtnet wordt nog wel eens
beargumenteerd met "de haardoger op halve sterkte". Voor als je dat
verband niet onmiddelijk ziet: Het is mogelijk om het verwarmings element van
bijv. een haardroger op "halve kracht" te zetten door het via een
diode te voeden. Er loopt dan alleen stroom gedurende de positieve helft van de
wisselspanning (of de negatieve) Op zich werkt dit prima, maar het is een
verboden techniek. Als de Kema of een andere keurings instantie zulke spullen
tegenkomt zullen ze onmiddelijk van de markt gehaald worden.
Ik beweer hiermee niet dat gelijkstroom componenten niet voorkomen in het
lichtnet, maar de kans dat je er echt last van hebt is uitermate klein.
Het is denkbaar dat bijv. het aanslaan van de koelkast een tik in je luidsprekers geeft, en dat dat over is als je je geluids apparatuur op een andere eindgroep aansluit dan de koelkast. In de meeste huizen is dat bijna vanzelf zo, want de koelkast staat meestal in de keuken, en je audio apparatuur in de woonkamer. Bijna altijd zijn dat verschillende eindgroepen. Als je echt last van zulke storing hebt is het maken van een aparte groep wel de duurste manier die heel misschien kan werken, maar geen enkele garantie biedt op het verdwijnen van het probleem.
Ik heb nog niet kunnen achterhalen welke nadelen er aan een "automaat" verbonden zouden zijn i.v.m. audio apparatuur. (Die dingen zitten al minstens 30 jaar in alle nieuwbouw. Als 'ie "eruit ligt" kun je met een groen knopje de boel weer inschakelen, je hoeft niet eerst naar de winkel om nieuwe stoppen te kopen). Het gaat meestal om een overstroom beveiliging gecombineerd met een aardlekschakelaar. Die aardlek schakelaar is zonder meer verplicht. De overstroom beveiliging mag ook met de ouderwetse stoppen.
Misschien kan iemand me bijpraten over het voordeel van de ouderwetse "stoppen" ten opzichte van een automaat??
Je moet je audio apparatuur aansluiten op een (eindgroep met een) "schone aarde"
De serieuze beoefenaren van het EMC-vak weten al sinds jaar en dag dat aarden, het met moeder aarde verbinden van 1 of ander circuit, apparaat of systeem, geen EMC-problemen oplost, in tegendeel, niet zelden extra problemen veroorzaakt. Enne: hoe zou je kunnen "aarden" in een vliegtuig?
Als het om EMC gaat spreken we over de "referentie". Dat is dan het goed geleidende grondvlak waarop de apparatuur staat. In veel praktische stuaties is er geen 1-duidige referenie. We nemen dan vaak aan dat moeder aarde die rol wel zal vervullen, maar dat gaat ook niet altijd op. In ons natte landje gaat dat vaak wel goed, maar in rotsachtige bodem van hoger gelegen streken werkt dat niet zo goed.
In een EMC laboratorium is de referentie een koperen plaat op de werktafel -voor kleine test objecten- of een doorgelast stalen netwerk van tientallen vierkante meters op een weiland. (Ga maar eens wandelen in het Kema park in Arnhem -het is een openbaar park; je kunt er ook in het weekend terecht- en loop eens naar die plastic opblaastent die daar ergens midden op een groot grasveld staat, tegenover een klein bakstenen gebouwtje.)
Om een lang verhaal kort te maken: Iemand die over een "schone aarde" begint kwalificeert zich als iemand die de EMC materie niet goed begrijpt. Adviezen van zo iemand zijn uiterst dubieus. Je loopt kans om voor veel geld oplossingen aangepraat te krijgen voor niet bestaande problemen, dan wel oplossingen die die niet of niet goed werken.
Met een degelijk netsnoer bereikt de "Power" van het lichtnet je versterker beter.
Audio
versterkers nemen zelfs bij zeer luidruchtig gebruik een vermogen van hooguit
een paar honderd watt op. Het voedingsdeel van zelfs zeer matige versterkers is
in staat om alles goed te laten werken bij netspannings variaties van + en - 10%
plus de variaties die door de uitsturing veroorzaakt worden. De invloed
van een netsnoer is hier volslagen verwaarloosbaar.
Een
voorbeeldje: Een versterker wordt uitgestuurd met 2 x 100 Watt (Ik verzeker je
dat je dan aan je glasverzekering gaat denken) Bij een normaal rendement van 60%
neemt 'ie dan 330 watt op uit het lichtnet, oftewel 1.5 Ampere. Voor de
scherpslijpers: in de pieken 3 x zoveel. De weerstand van een belabberd dun
netsnoertje is minder dan 0.5 Ohm. Er zal dus een spannings verlies
optreden van 2 Volt. Dat is 0.9 % van de netspanning. De normale netspannings
variaties belopen enkele procenten, en je mag pas bij het elektriciteits bedrijf
gaan klagen als de afwijking meer dan 10 % is. Alle apparatuur dient tegen + en
- 10% netspannings variaties te kunnen, anders mag er geen CE merk op staan.
Sowieso varieert de feitelijke voedingsspanning van een versterker beduidend met
de uitsturing, en dat komt niet door de weerstand van het netsnoer, maar door
eigenschappen van de voedingstransformator
Nog een aardige: De bij sommigen populaire "pure klasse A" versterker neemt altijd evenveel stroom op uit het lichtnet, onafhankelijk van hoe hard je speelt.
Bij hoogvermogen audio apparatuur in een auto (boombox) ligt dit wat anders. Die spullen worden gevoed uit 12 Volt, en een 100 watt versterker trekt dan toch al gauw 15 of meer ampere. Als je die versterker in de kofferbak hebt zijn er flink dikke kabels nodig om geen noemenswaardig spanningsverlies te krijgen, en een heel dikke condensator vlak bij de eindversterker kan nog wel wat helpen om het ook bij hogere frequenties goed te laten gaan.
Nog
een paar opmerkingen over "storing" die via netsnoeren binnen zou
komen.
1.
Via het netsnoer komt er altijd een stoorsignaal van zo'n 230 Volt RMS binnen.
Je wilt dat niet voelen! Als je dat stoorsignaal goed beetpakt heb je minstens
een paar dagen spierpijn, of erger, het kan zelfs dodelijk zijn.
Dat enorme stoorsignaal wordt perfect weggefilterd door de buffercondensatoren
in het voedingsdeel van je apparatuur.
Je hoort toch geen brom uit je luidsprekers??
2.
Dat 230 Volt 50 Hz stoorsignal bevat veelal een aanzienlijke hoeveelheid
harmonischen. 10% THD is geen uitzondering voor de zuiverheid van het lichtnet.
Ook deze stoorsignalen worden perfect weggefilterd door het het voedingscircuit
van de apparatuur.
Je hoort toch geen gezoem uit je luidsprekers??
3. De buffercondensatoren in het voedingsdeel geven een nog veel betere onderdrukking van hogere stoorfrequenties tot flink voorbij 20 kHz. Die condensatoren onderdrukken hogere frequenties evenredig beter.
4.
Stoorsignalen met frequenties (ver) boven 20 kHz zijn in beginsel onhoorbaar. In
elektronische apparatuur (transistoren zowel als buizen) is er een mechanisme
mogelijk waardoor zulke stoorsignalen vertaald worden naar iets onder 20 kHz en
daarmee wel merkbaar worden. We noemen dat RF detectie of werkpuntsverschuiving.
(Voor de technicie: er vindt gelijkrichting plaats van het RF stoorsignaal,
waardoor het DC werkpunt van de schakeling al of niet tijdelijk verschuift.
Precies hetzelfde als bij AM detectie. Bij veldsterktes beneden 1 V/m komen
zulke problemen bijna nooit voor. De EMC emissie eisen voor allerlei apparatuur
liggen rond 70 dBuV/m, dat is 3 mV/m.)
Zulke ellende heb je alleen als er heel dichtbij een sterke stoorbron is, zoals het opgevoerde 27MC bakkie van de buurman die een handvol V/m in jouw huiskamer kan veroorzaken. In zulke gevallen heb je altijd ook last van goed hoorbare bijgeluiden als lispelen, pruttelen tot goed herkenbare spraak of muziek.
Als je echt hardnekkig last hebt van zulke storing dan helpt gedoe met een netsnoer meestal niet. Het zijn dan bijna altijd signaalkabels en/of luidspreker kabels die als antenne werken en het stoorsignaal oppikken.
Maatregelen
om zulke ellende te voorkomen moeten IN de versterkerkast genomen worden.
Voor de techneuten: Zorg dat alle ingangen via een passief filtertje met zo'n
100 kHz kantelpunt (bijv. 10 kOhm / 160 pF) binnen komen. Ingangen die
regelrecht naar silicium of roosters gaan zijn funest.
Ook de luidspreker uitgang is een candidaat. Meestal zit er een serie zelfinductie met een snubber circuit aan de versterkerkant. Laat die L daar beslist zitten. Verbind evt. alle luidspreker leidingen met elkaar via keramische condensatortjes van een paar honderd pF.
Een paar goed gekozen ferriet kralen om de kabels kan ook afdoende zijn.
In
het kort nog eens: Als je apparatuur echt anders gaat werken door een ander
netsnoer dan moet je ermee terug naar de winkel, want dan hebben ze je de meest
ongeloofelijke rommel verkocht. (ik vraag me nu even af of een garantie
claim op dit punt gehonoreerd zal worden. Heeft iemand daar ervaring mee??)
Audio apparatuur -geen enkele apparatuur trouwens- mag niet anders gaan werken
door iets onbenulligs met een netsnoer.