Dämpfungsfaktor Anpassungsdämpfung Lautsprecher Spannungsanpassung Impedanz Spannung Leistung Anpassung Impedanz Widerstand berechnen Rechner Berechnung Tontechnik - sengpielaudio
 
English version UK-flag - sengpielaudio D-flag - sengpielaudio
 
Anpassung ist Spannungsanpassung  R i < Ra
 
Es gibt keine Leistungssanpassung in der analogen Tontechnik
 
Berechnen der Anpassungsdämpfung
 
Schnittstelle beim Aufeinandertreffen von Ri und Ra
 
Das ist Spannungspegeldämpfung gegenüber dem Leerlauf.
 
Berechnung: Dämpfungsfaktor DF
 
Ri ist der Innenwiderstand (Quellwiderstand oder Ausgangswiderstand) des ersten Gerätes
und Ra ist der
Außenwiderstand (Lastwiderstand, Eingangswiderstand, Abschlusswiderstand)
des folgenden Gerätes. Mit Widerstand R ist immer die Impedanz Z gemeint.

Schnittstellendämpfung = Anpassungsdämpfung

Spannungsanpassung: Ra >> Ri oder Rin >> Rout oder RLast >> RQuelle oder R1 >> R2 - Audio-Technik
Leistungsanpassung: Ra = Ri oder Rin = Rout oder RLast = RQuelle oder R1 = R2 - HF-Technik

Anpassung Ri und Ra - sengpielaudio

Anpassung von zwei Geräten entspricht einer Spannungsteilerschaltung − Ri << Ra      (R2 << R1)

Schnittstelle Sengpielaudio

Beachte: Die Nummerierung der Widerstände ist jedoch umgekehrt wie bei einem Spannungsteiler.

Spannungsteiler getauschte Zahlen

 
Quellimpedanz Ri  Ohm
Lastimpedanz Ra  Ohm
     
     
 Anpassungsdämpfung Δ L  dB  ≡ 
 Dämpfungsfaktor DF  = Ra / Ri
 

Bei Dezimal-Eingabe ist der Punkt zu verwenden.

Selbst bei der im Tonstudio üblichen Spannungsanpassung Ri < Ra wird je nach dem
Unterschied von Ri zu Ra der Pegel Δ L an der Schnittstelle etwas gedämpft, mit dem
Anpassungsfaktor:  Anpassungsfaktor - sengpielaudio oder auch in Prozent.

Die Impedanzen verhalten sich wie ein unbelasteter Spannungsteiler: R1 = Ri und R2 = Ra.
Anpassungsdämpfung (Spannungspegeldämpfung):  Pegeldämpfung - sengpielaudio in dB.
Dämpfungsfaktor:  Dämpfungsfaktor - sengpielaudio.
Anpassungsfaktor ist nicht Dämpfungsfaktor.

Siehe auch: Spannungsteiler − belastet
und Spannungsteiler − unbelastet

Nach dem Pflichtenheft Nr. 3/5 des IRT, Technische Richtlinien für ARD-Tonregieanlagen, gilt für
Tonstudiogeräte: Ri < 40 Ω und Ra > 5 kΩ und für
Mikrofoneingänge: Ri < 200 Ω und Ra > 1 kΩ 

Anpassung von Lautsprechern

Der Lautsprecher mit seiner Schwingspule und dem Magneten wirkt auf den Verstärker
zurück. Dagegen hilft die Spannungsanpassung, denn die unkontrollierte Schwingung des
Lautsprechers induziert in der Schwingspule Ströme, die jetzt über die Endstufe
kurzgeschlossen werden. Durch die dadurch erzeugte Gegenkraft wird die Membran in
eine weitgehend exakte Kurve gezwungen. Daher muss man Lautsprecherkabel so kurz
wie möglich halten und der Querschnitt der Leiter sollte so dick sein, wie man sich leisten
kann. Sonst können selbst gute Lautsprecher an guten Endstufen ziemlich mittelmäßig
klingen. Der Dämpfungsfaktor beschreibt, wie stark die Rückwirkungen der von der
Lautsprecher-Schwingspule induzierten Spannung vom Verstärker gedämpft werden.
Bei schlechter Dämpfung beginnt der Lautsprecher bei tiefen Frequenzen zu schwingen.


Dass die Verstärkerquelle mit ihrem Ri an die Ra = 8-Ohm-Impedanz des Lautsprechers
angepasst sein muss, ist ein ständiges unausrottbares Ri = Ra-Märchens, denn Ri < Ra -
und das ist eben Spannungsanpassung. Ri liegt dabei so um 0,01 Ohm.

Merke: Wenn am Verstärkerausgang 4 oder 8 Ohm dransteht, dann heißt das niemals,
dass die Ausgangsimpedanz des Verstärkers diesen Wert hat. Das soll nur heißen, dass
der Hersteller wünscht, dass dort 4 oder 8 Ohm Lautsprecher (Boxen) angeschlossen
werden sollten. Die Ausgangsimpdanz von Verstärkern ist immer kleiner als 0,5 Ohm.
Zwischen Verstärker und Lautsprecher haben wir immer Spannungsanpassung. Auch
im PA-Bereich gibt es keine Leistungsanpassung.

Siehe auch: Brauchen wir Leistungsanpassung bei Lautsprechern?
Die unterschiedlichen Namen für die beiden Impedanzen Ri und Ra
Über das richtige Anpassen von Lautsprechern und Kopfhörern

Unterschiedliche Namen der beiden Impedanzen Ri and Ra

Schnittstelle Sengpielaudio

Die Bedeutung von Eingangswiderstand und Ausgangswiderstand,
also der Impedanzen, bei der Anpassung in der Tontechnik

Messen von Eingangswiderstand und Ausgangswiderstand - Impedanz
Die Quelle und ihre Last
Die Größe der Impedanzen in der Tontechnik
Spannungsanpassung - Zusammenschalten von zwei Audiogeräten
Berechnung: Spannungsteiler, belastet (Potentiometer)
Berechnung: Spannungsteiler, unbelastet (Potentiometer)
Verstärker, Lautsprecher und Ohm
Spannungsverstärkung und Spannungsdämpfung
Anpassung in der Tonstudiotechnik - Spannungsanpassung

Schnittstelle Sengpielaudio

Aha!
Merke: Niemals (!) den Ausgangswiderstand mit Ra
bezeichnen, weil doch dieses Wort mit einem A
anfängt. Das muss unweigerlich zu ziemlichen
Zuordnungsverwirrungen führen.

Der Dämpfungsfaktor wird als Zahlenwert angegeben, jedoch auch als Dezibelwert.

Gib einfach den Wert links oder rechts ein.
Der Rechner arbeitet in beiden Richtungen des Zeichens.

 
Dämpfungsfaktor DF als Zahl: 
Ra / Ri
 ↔  Dämpfungsfaktor als dB-Wert:
dB
Formel DF   Formel DF in dB
DF = 10 ≡ 20 dB                DF = 100 ≡ 40 dB

Berechnung des Dämpfungsfaktors.

Wie berechnet man den Dämpfungsfaktor DF zum Beispiel bei 1 kHz, wenn weder Ri der
Quelle noch Ra der Last bekannt sind?
Man lässt von der Quelle einen 1 kHz abgeben und misst die erzeugte Spannung U0
am Ausgang im Leerlauf, also ohne Last. Dann misst man an dieser Stelle die Spannung
UL, wenn die Last (Ra) angelegt ist. Der Dämpfungsfaktor ergibt sich aus:

DF = Ra / Ri = UL / (U0UL)
(U0UL) ist der Spannungsabfall durch die angeschaltete Last.
 
Leistungsanpassung
 
Leistungsanpassung ist eine Anpassung in der Elektronik-Designpraxis für
Telefonleitungen, Antennen und Funkfrequenzen, indem die Eingangsimpedanz ZL (Ra)
einer elektrischen Last gleich der festen Ausgangsimpedanz ZS (Ri) der Signalquelle
gemacht wird, (was mit "Interface"-Verbindung bezeichnet wird), um die Übertragung der
Leistung zu maximieren und die Reflexionen an der Last zu minimieren. ZL = ZS (Ra = Ri).
Hierzu gehören auch alle digitalen Geräteverbindungen. Zu dieser Leistungsanpassung
wird recht häufig irrtümlicherweise die Verbindung vom Leistungsverstärker
(Endverstärker) zum Lautsprecher gezählt. Woher kommt denn diese falsche Behauptung?
 
Aha!
Anmerkung:
Es gibt keine 4-Ohm-Verstärker.
Es gibt auch keine 8-Ohm-Verstärker
passend für 4-Ohm- oder 8-Ohm-Lautsprecher.
 
Das ist ein ständiges Weitergeben eines unausrottbaren Märchens. Der
Ausgangswiderstand des Lautsprecher-Verstärkers hat wirklich immer nur ein Zehntel
oder gar ein Hundertstel des Wertes, den der Lautsprecherwiderstand hat. Der Wert
des Ausgangswiderstands Ri des Verstärkers wird üblicherweiser im Dämpfungsfaktor
DF versteckt und kann recht leicht ausgerechnet werden:
Ri = Ra / DF.    Raist der Lautsprecherwiderstand.

Der Kabelwiderstand zählt zur Quellimpedanz. Wegen der hohen Spannung der
Quelle ist hierbei keine Kabelabschirmung notwendig.

 
Amateure sprechen als Jargon gerne von einem 8-Ohm-Verstärker, wenn sie meinen,
dass an den Verstärkerausgang ein "8-Ohm-Lautsprecher" angeschlossen werden
sollte. Händler bedienen genau diese Ausdrucksweise.
Und so krumm sieht in Wirklichkeit die Lautsprecherimpedanz-Kurve eines 8-Ohm-
Lautsprechers aus:

http://www.sengpielaudio.com/TypischeLautsprecherImpedanzKurven.pdf
 
Spannungsanpassung
 
Die Anpassung, die vor allem bei Audio- und Tonaufnahmen verwendet wird,
ist die Spannungsanpassung, bei der die Eingangsimpedanz ZL (Ra) einer elektrischen
Last viel größer ist als die feste Ausgangsimpedanz (ZS) der Signalquelle, (was mit
"Interface"-Verbindung bezeichnet wird), um die Übertragung des Spannungssignals an
die Last zu maximieren. ZL >> ZS (Ra >> Ri). Dieses gilt wirklich auch für Lautsprecher.
 
Die andere Konfiguration gilt besonders für Telefonleitungen, Antennen und auch
Radiofrequenzen. Es ist die Leistungsanpassung, wobei die maximale Leistung
übertragen wird. ZL = ZS. Dieses gilt auch für alle digitalen Geräteverbindungen
(Schnittstellen).
 
Glücklicherweise gibt es keine Verstärker, die einen Ausgangs-
widerstand von 4-Ohm- oder 8-Ohm haben, damit sie an Laut-
sprecher mit genau diesen Werten passen.
Wir haben keine Leistungsanpassung, wir haben Spannungs-
anpassung, wobei der Endverstärker oft einen Ausgangs-
widerstand hat, der nur ein Hunderstel der Lautsprecherimpedanz
beträgt.

An Leistungsverstärkern für Musiker steht meistens am Ausgang
dran: 4 Ohm bis 8 Ohm − um dem Anwender mitzuteilen, dass nur
ein 4-Ohm- oder 8-Ohm-Lautsprecher zu verwenden sei und nicht,
um die "richtige" Ausgangsimpedanz anzugeben, die um 0,1 Ohm
liegt. Das ist jedoch nur selten den Anwendern bekannt.
 
Aha!
 
Das Wort "Leistungsverstärker" ist unzutreffend. Leistung ist nicht
wirklich etwas, das "verstärkt" werden kann. Spannung und Strom
können verstärkt werden. Der Begriff "Leistungs-Verstärker" ist zwar
technisch inkorrekt, aber man versteht, darunter, dass ein Verstärker
eine Last - wie etwa einen Lautsprecher - antreiben soll.

Wir nennen das Produkt aus Strom- und Spannungsverstärkung einfach nur
"Leistungsverstärkung". Aufgrund der Energieerhaltung kann die
Gesamtenergie innerhalb eines abgeschlossenen Systemsweder vermehrt
noch vermindert werden.

 
 
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