Brummschleifen: Was das ist und wie Du sie vermeiden kannst

Was sind Brummschleifen?

Bei einer Brummschleife handelt es sich um eine geschlossene Schleife über die Masseleitung einer Audioverbindung in einer elektrischen Verkabelung, die einen ungewollten und störenden Brummton in tontechnischen Anlagen hervorbringt.

Synonyme von Brummschleifen

Für den Begriff Brummschleife gibt es mehrere Synonyme. So werden sie auch Erdungs- oder Erdschleifen genannt. Das kommt daher, dass in der geschlossenen Schleife mindestens zwei miteinander verbundene Geräte durch unterschiedliche Schutzleiter geerdet sein müssen.

Weiterhin werden Brummschleifen auch Masseschleife genannt. Das kommt daher, weil es mindestens zwei Massen (leitende Körper) sind, die in der Schleife miteinander und durch die Schutzleiter mit dem Erdreich verbunden sind.

Technischer Hintergrund von Brummschleifen

Brummschleifen entstehen, wenn innerhalb deiner Anlage mehrere Komponenten miteinander verbunden sind, deren Schaltungsmasse eine elektrische Verbindung zu unterschiedlichen Schutzleitern aufweist.

Ein Schutzleiter bewirkt, dass die Sicherung rausspringt, wenn ein Defekt vorliegt. Außerdem werden durch Schutzleiter deine Geräte geerdet. Die Erdung führt dazu, dass überflüssiger Strom abgeführt werden kann. Der Schutzleiter befindet sich in der Regel in der Steckdose und der passende Schutzleiterkontakt am Netzstecker. Dies ist allerdings nur bei Schukosteckern der Fall. Eurostecker besitzen keinen Schutzleiterkontakt.

Wenn die Homestudio-Verkabelung zum Problem wird

Konkret entstehen Brummschleifen folgendermaßen: Du benutzt viele verschiedene elektrische Geräte (Instrumente, Amps, Mischpulte etc.), die alle einen Schukostecker haben. Diese schließt Du an mindestens zwei unterschiedliche Steckdosen an. Dann nutzt Du zum Beispiel ein Instrumentenkabel, um dein Keyboard an einen Verstärker anzuschließen. Nach dem Einschalten entsteht nun ein Brummton.

Durch die Verbindung beider Geräte schließt Du die Schleife. Beide Geräte hängen an unterschiedlichen Steckdosen mit unterschiedlichen Schutzleitern. Unterschiedliche Steckdosen haben zumeist ein leicht unterschiedliches Potenzial. Das reicht aus, um einen Potenzialunterschied herbeizuführen. Dies wird umso wahrscheinlich, umso weiter die Steckdosen räumlich voneinander getrennt sind.

Eine Brummschleife entsteht

Durch diesen Potentialunterschied treffen in der entstandenen geschlossenen Schleife mindestens zwei unterschiedliche Spannungen aufeinander. Bei mehreren unterschiedlichen verwendeten Schutzleitern können dies auch mehrere Spannungen sein. Diese Spannungen müssen ausgeglichen werden. Dafür fließt Strom durch die Schleife. Diesen Strom hören wir als Brummton.

Die Verwendung von Laptops führt ebenfalls häufig dazu, dass es zu einer Potentialdifferenz kommt. Hier sind es die Schaltnetzteile, die aber kein Bezugspotential haben. Diese erzeugen trotzdem den Potentialausgleich und damit auch das Brummen.

Der Brummton ist mit einer Frequenz von 50 Hertz zu hören, da dies die Netzfrequenz in Europa ist, an die er sich anpasst. Häufig kann man aber auch noch zugehörige Oberwellen hören. Der Brummton lässt sich nicht durch die Lautstärkeregelung beeinflussen. Eine Brummschleife ist entstanden.

Übrigens: Antennen- und Datenkabel können die gleiche Wirkung haben wie Schukostecker und Brummschleifen herbeiführen.

Wie kannst Du Brummschleifen vermeiden?

Grundsätzlich gibt es mehrere Dinge, die du versuchen kannst, um Brummschleifen zu vermeiden:

• Signalleitungen (Strom, Licht, Audio) so gut wie möglich räumlich voneinander trennen
• Signalleitungen nicht parallel, sondern idealerweise sternförmig laufen lassen
• Geräte isoliert voneinander montieren
• Alles über einen Punkt erden: Alle Geräte über eine Steckdose
• Mehrfachsteckdosen und Verlängerungskabel verwenden

Wenn Du mehrere Geräte an eine Steckdose anschließt, musst Du bedenken, dass du maximal 3.680 Watt Leistung über diese laufen lassen kannst. Das entspricht etwa 50 angeschlossenen Keyboards.

Brummschleifen vermeiden: Das musst Du über Audiokabel wissen

Symmetrische oder unsymmetrische Kabel verwenden?

Ganz wichtig für das Vermeiden von Brummschleifen ist das Verwenden der richtigen Kabel. Benutze soweit möglich symmetrische Audiokabel!

Äußerlich kann man den Unterschied zwischen einem unsymmetrischen und einem symmetrischen Kabel daran erkennen, dass symmetrische Kabel zwei Leiter in der Klinke haben. Unsymmetrische Kabel haben nur einen Leiter. Bei der Signalübertragung äußert sich das wie folgt:

Symmetrisch vs. Asymmetrisch

Asymmetrische Kabel haben den Nachteil, dass die Signalübertragung über die Tonleitung und über den Schirm im Kabel erfolgt. Entsteht nun wie beschrieben eine Brummschleife, fließt der Störstrom durch den Schirm. Da über den Schirm auch das Tonsignal übertragen wird, hören wir den Störstrom als Brummton.

Bei symmetrischen Kabeln erfolgt die Signalübertragung über zwei unterschiedliche Tonleitungen, die im Kabel vorhanden sind und nicht mehr über den Schirm. Da der Störstrom weiterhin ausschließlich über den Schirm fließt, wird kein Brummton mehr durch den Störstrom erzeugt.

FAQ: Symmetrisch vs. Unsymmetrisch – Kabel, Eingänge, Ausgänge

Symmetrische Kabel löschen Störsignale aus

Ein weiterer Vorteil von symmetrischen Kabeln ist, dass weitere Störsignale von außen, die direkt die Tonleitungen beeinflussen, ausgelöscht werden. Dies funktioniert, da die Signale entgegensetzt polarisiert und dadurch phasengedreht sind. Die Signale subtrahieren sich und die Störsignale werden ausgelöscht.

FAQ: Was ist Phasenverschiebung?

Beachte allerdings vor Verwendung von symmetrischen Kabeln, dass nicht alle Geräte damit kompatibel sind. Asymmetrische Kabel werden zumeist als Instrumentenkabel für zum Beispiel Gitarren, Bässe und Keyboards benutzt.

Weiterhin ist es gut zu wissen, dass XLR-Kabel, die zumeist für Mikrofone und Lautsprechersysteme verwendet werden, immer symmetrisch sind.

FAQ: Mikrofonkabel – Wie Du sie (nicht) verwenden kannst

Lösung: Schalte eine DI-Box dazwischen!

Wenn dir das Verwenden von symmetrischen Kabeln nicht geholfen hat oder deine Geräte damit nicht kompatibel sind, kannst du auch eine DI-Box dazwischenschalten, um Brummschleifen zu beheben. DI-Boxen sorgen für eine Impedanz- und Pegelanpassung. Außerdem symmetrieren sie asymmetrische Signale.

Weiterhin haben viele DI-Boxen auch einen integrierten Ground Lift Button. Durch Betätigen dieses Buttons erfolgt eine galvanische Trennung der Masse. Darunter versteht man das Vermeiden der elektrischen Leitung zwischen zwei Stromkreisen, zwischen denen Leistung oder Signale ausgetauscht werden sollen. Die Schleife wird geöffnet.

DI-Box: Funktion & Aufbau + aktiv vs. passiv + Anwendungsbeispiele

DI-Boxen für Musiker

Für dich als Musiker gibt es verschiedene DI-Boxen, die wir dir für die Bühne oder dein Homestudio empfehlen können. Ein schöner weiterer Effekt von DI-Boxen: Sie symmetrieren nicht nur das Signal, sie passen auch die Impedanz an.

Wir achten bei der Wahl unseres Equipments besonders auf Erfahrung des Herstellers im HiFi- und Audiobereich. Es gibt viele DI-Boxen, aber wenige Hersteller, die eine tiefgehende und langjährige Expertise im Audiobereich aufweisen können. Sommer cable ist einer der Hersteller, der seit vielen Jahren erstklassige Produkte für Musiker und Audiophile entwickelt.

Sommer cable DVM-120-DIS/ Sommer cable DVM-120-DISH

Wenn du die DI-Box für deine Liveauftritte verwenden möchtest, empfiehlt sich die Sommer cable DVM-120-DIS. In Sachen Sound legt die Sommer cable DVM-120-DISH sogar noch eine Schippe drauf. Das erstgenannte Modell, durften wir auch schon testen. Besonders positiv an der passiven DI-Box ist dass es keinerlei Klangverfärbung gibt. Hinzu kommen Pluspunkte für die kompakte Bauweise und das transportfreundliche Gewicht.

» Zum Sommer cable DVM-120-DIS Test

Sommer cable DVM-120-DID/ Sommer cable DVM-120-DIDH

Benötigst Du einen zweiten Kanal im Homestudio oder auf der Bühne, kannst Du entweder die Sommer cable DVM-120-DID oder die Sommer cable DVM-120-DIDH verwenden. Auch hier ist Klangneutralität gewährleistet, denn das Innenleben ist gleich zu den oben angesprochenen DI-Boxen.

Sommer cable Tube-DI DVM-120-DIT

Bist Du bereit etwas mehr Geld auszugeben für einen noch besseren Sound, bietet sich die Sommer cable Tube-DI DVM-120-DIT an. Die DI-Box verfügt über eine aktive Röhrenschaltung, die laut Hersteller für einen extrem warmen Sound sorgt. Der Frequenzgang ist unabhängig vom Quellenwiderstand fast perfekt (–1 dB bei 20 kHz) und das Klirrspektrum ebenfalls sehr gut.

Das Besondere an diesen DI-Boxen ist die Verwendung von hochwertigen LUNDAHL Trafos, die bei den DISH-/DIDH-Modellen noch spezieller und besser sind. Diese besitzen einen I/P-Impedance-Schalter mit dem man zwischen einer normalen Eingangsimpedanz von 280 kΩ und einer hohen Eingangsimpedanz von 560 kΩ im hochohmigen Bereich wechseln kann. Ein niederohmiger Eingang belastet die meist hochohmigen Ausgänge von Quellen. Dies sorgt speziell bei alten, analogen Synths oder Keyboards für Verzerrungen. Durch den hochohmigen Eingang kannst Du dies umgehen und verbesserst den Sound deutlich.

Auf diese DI-Box greifen auch Top-Produzenten wie Chuck Ainlay (Mark Knopfler, Lionel Richie, Taylor Swift) zurück: „I had to speak and do a session at Ball State University yesterday where I used both direct boxes. The bass player commented on how great his base sounded using the active tube direct box. I told him what it was and he said his base has never sounded that good…“

Line-Trafos erzeugen ebenfalls eine galvanische Trennung der Masse, symmetrieren das Audiosignal aber nicht. Dies reicht aber aus, um Brummschleifen zu vermeiden. Andere Störungen von außen bleiben damit aber wahrscheinlicher. Wichtig ist, dass zwischen jedes asymmetrische Signal eine DI-Box oder ein Line-Trafo zwischengeschaltet wird, damit sämtliche mögliche Brummschleifen vermieden werden können.

Übrigens: Viele Audiogeräte besitzen einen eigenen Ground Lift Button. Wirf einfach einen Blick in die jeweilige Bedienungsanleitung.

Aufwendige Möglichkeiten für Tonstudios

Die folgenden Tipps sind hauptsächlich für die Anwendung in festen Tonstudios gedacht, da sie sehr aufwendig und sonst schwer umzusetzen sind.

Du hast hier zum einen die Möglichkeit die Schutzleiter getrennt von Phase und Neutralleiter an einen zentralen Erdungspunkt zu führen. Dies sollte von einem Profi geplant und umgesetzt werden.

Brummschleifen vermeiden: Fritz Fey über die Verkabelung von Tonstudios

Außerdem kannst Du alle Gerätegehäuse separat mittels dicker Einzelleiter schutz-erden. Auf diese Weise werden beispielsweise große Racks mit Effektgeräten in Tonstudios verkabelt.

Homestudio einrichten Ratgeber & Empfehlungen

Mit diesen Tipps sollte es dir möglich sein, Brummschleifen weitestgehend zu vermeiden.