Impedanzanpassung für Dummies

Lehrer, Kurse, Bücher, CDs und Videos. Links zu Online-Tutorials.

Moderatoren: madhans, Juke, Adam_Lark

Antworten
Pimpinella
Beiträge: 2520
Registriert: 04.08.2006, 00:45
Wohnort: Jeverland

Impedanzanpassung für Dummies

Beitrag: # 91354Beitrag Pimpinella »

Hi

Technisches sollte verständlich gemacht werden, danach war gefragt worden, also fange ich mal an:

Im Röhrenverstärker erzeugen die Endröhren elektrische Leistung, die durch die Lautsprecher in Bewegungsenergie umgesetzt wird. Leider passen beide sehr schlecht zusammen. Man kann das ganze mit Fahrradfahren vergleichen. Auf dem Fahrrad tritt man mit relativ kräftigen aber kurzen Bewegungen in die Pedale. Diese Bewegung wird über ein Kettengetriebe und den Radumfang in lange, weniger kräftige Bewegung (Energieerhaltungssatz) werwandelt. Man spricht von einer Übersetzung. Ist der Gang zu klein strampelt man sich einen Wolf und es wird einfach zu viel Kraft in die Stranpelei vergeudet, so dass man keine optimale Geschwindigkeit erreicht. Ist der Gang zu groß fehlt die Kraft in den Beinen, die razi-fazi übersäuern und man schafft auch keine optimale Geschwindigkeit.

Genau so ist es auch bei Endröhre und Lautsprecher. Die Endröhre hat zwar Monsterwaden, aber kurze Beine. Sie liefert also viel Kraft (viel elektrische Spannung) aber wenig schafft wenig Beinbewegung (elektrische Stromstärke). Der Lautsprecher ist ein Klapprad - die Räder müssen sich schnell drehen, es braucht also viel Bewegung (Stromstärke)

Da wir also einen Leistungserzeuger haben, der viel Kraft aber wenig Bewegung liefert, aber einen Verbraucher, der genau das Gegenteil braucht muss ein Getriebe dazwischen, das beide aneinander anpasst. Nur so kann die Röhre ihre Leistung optimal am Lautsprecher anbringen. Was beim Fahrrad das Kettengetriebe macht erledigt im Verstärker ein Trafo, der sog. Ausgangsübertrager.

Die Impedanz ist nun eine Maßzahl für das Verhältnis von Kraft und Beweglichkeit. Viel Kraft, wenig Beweglichkeit: hohe Impedanz. Wenig Kraft viel Beweglichkeit: niedrige Impedanz. Je nach Art und Zahl und Beschaltung der Röhren und Lautsprecher lässt sich aus deren Impedanzangaben das optimale Übersetztungsverhältnis errechnen - die Impedanzen anpassen.
Ändert man nun die Röhrenbestückung oder die Lautsprecherkonfiguration und beachtet man dabei nicht ob das Übersetztungsverhältnis dabei richtig bleibt ist die Anpassung und damit die Leistungsabgabe evt. hinterher nicht mehr optimal. Bei starker Fehlanpassung kann auch der Verstärker kaputtgehen.

Verständlich oder verwirrend? Änderungsvorschläge sind erbeten.


Gruß, Frank
mattes
Beiträge: 856
Registriert: 22.12.2009, 16:37
Wohnort: Ennepetal/ EN-Kreis

Beitrag: # 91366Beitrag mattes »

:h :h :h :h :h :h
I said I know... it's only rock and roll, but I like it

Mfg
Mattes
Mario
Beiträge: 4299
Registriert: 28.12.2006, 12:45
Wohnort: Hamburg
Kontaktdaten:

Re: Impedanzanpassung für Dummies

Beitrag: # 91373Beitrag Mario »

Gute Idee, Frank. Danke.
Pimpinella hat geschrieben:Verständlich oder verwirrend? Änderungsvorschläge sind erbeten.
Sowohl als auch. Im Großen und Ganzen ein schönes Gleichnis. Weil die Begrifflichkeiten sich naturgemäß häufig wiederholen, dabei aber leicht variieren, fällt es schwer, in Gedanken ein geordnetes Bild zu formen. Zudem muss man aus dem Gleichnis wieder "zurück übersetzen", um nicht darin hängenzubleiben und auch das fällt aus demselben Grund schwer. Eine Zeichnung würde bestimmt helfen.
Du suchst ein gutes Lehrbuch? Nimm meins!
Bild
madhans
Beiträge: 3430
Registriert: 16.03.2009, 21:41
Wohnort: Zentralbayern
Kontaktdaten:

Beitrag: # 91379Beitrag madhans »

Hi!

Du hast dir aber auch das schwerste Thema rausgesucht. Da spielen so viele Größen mit rein .....

In deiner Erklärung sehe ich eher die Erklärung für die Funktion eines Trafos. Und ich hab ein wenig Schwierigkeiten mit Spannung=Kraft und Strom=Weg.

Ich hab auch mal was geschrieben, mit dem bin ich aber auch nicht zufrieden. Es ist einfach viel zu viel drin, um das in einem zu erklären.
Die Erklärung, wie ein Trafo funktioniert, habe ich jetzt mal weggelassen, auch den Bezug zur Leistung. Trotzdem geht es in die Richtung, was auch du geschrieben hast.


Impedanz

Ein ohmscher Widerstand hat an Wechselstrom und Gleichstrom die gleichen Eigenschaften, zumindest bei niedrigen Frequenzen. Strom und Spannung schwingen synchron. Wir alle kennen U=R*I und P = I*U aus der 7. Klasse :-).

Hat man eine Kondensator oder eine Spule im Wechselstromkreis, so verschiebt sich die Stromschwankung gegenüber der Spannungsschwankung zeitlich. Der Widerstand folgt nicht mehr dem Ohmschen Gesetz.

Man spricht dann, auch bezugnehmend auf anderere Faktoren von einer Impedanz (ich hoffe die Reduktion ist OK, bin mir aber nicht sicher, der Begriff wird so oft wild gebraucht).

Wo treffen wir auf relevante Impedanzen beim Amp?

1) Eingang
Das Mikrofon stellt elektrische Spannung zur Verfügung. Um unsere Eingangsstufe verzerren zulassen, brauchen wir ggf. mehr Spannung. Dies kann man mit Hilfe eines kleinen Verstärkers machen, oder passiv mit einem kleinen Trafo, dem IMPEDANZWANDLER. Dieser wandelt ein Signal mit wenig Spannung in ein Signal mit höherer Spannung um, dafür sinkt die mögliche Stromstärke (und es gibt auch Verluste). Der Eingangswiderstand des Verstärkers wirs auch oft mit Impedanz bezeichnet.

Bild

2) Ausgang (SE – weil einfacher))
Die Röhre ist ein Ventil, das den Strom durch die Röhre regelt. Der Biaswert ist der Wert, der den Strom in Ruhe angibt. Stellt euch einen Wasserhahn vor, der halb offen ist. Wasser rinnt hindurch. Durch Auf- und Zudrehen regeln wir zwischen voll und gar keinem Fluß. Diese „Schwingung“ ist unser Ausgangssignal.
Das ist aber unpraktisch, wir haben nämlich nur kleine Ströme und dafür sehr hohe Spannungen. Der Ausgangstrafo ist also wieder ein IMPEDANZWANDLER. Durch die „Übersetzung“ erhalten wir einen höheren Strom und dafür eine niedrigere Spannung, mit der wir unseren Lautsprecher antreiben.

Mein Beitrag. Ohne Anspruch auf Richtigkeit und Treffens des Themas.

Gruß
CB
Mario
Beiträge: 4299
Registriert: 28.12.2006, 12:45
Wohnort: Hamburg
Kontaktdaten:

Beitrag: # 91384Beitrag Mario »

Fand ich sehr verständlich, Christian.
Du suchst ein gutes Lehrbuch? Nimm meins!
Bild
daniet
Beiträge: 165
Registriert: 03.10.2012, 11:39
Wohnort: Augsburg

Re: Impedanzanpassung für Dummies

Beitrag: # 91393Beitrag daniet »

Pimpinella hat geschrieben: Im Röhrenverstärker erzeugen die Endröhren elektrische Leistung, die durch die Lautsprecher in Bewegungsenergie umgesetzt wird.
Ich glaube, dass dir hier ein kleiner Fehler unterlaufen ist. Denn elektrische Leistung wird nicht erzeugt (Leistung ist ein Maß dafür, wieviel Energie pro Sekunde erzeugt wird). Folglich kann auch keine Leistung in Bewegungsenergie umgewandelt werden.
Es müsste heißen: Im Röhrenverstärker erzeugen die Endröhren elektrische Energie (mit einer bestimmten Leistung), die durch die Lautsprecher in Bewegungsenergie umgesetzt wird.

Wenn ich was falsches erzählt habe, dann verbessert mich (sollte aber eigendlich stimmen :) )


So ganz habe ich das Thema Impedanz jetzt noch nicht verstanden. Ist der Impedanzwandler, den ich am Mikro stecken hab praktisch nichts anderes als ein Traffo und verändert nur die Amplitude der Spannung (und bei größerer Amplitude gibts mehr Zerre, darum Impedanzwandler?) ? Ist dann eine Impendanz einfach eine Spannung oder für was steht das Wort nun (Für das Verhältnis der beiden Spannungen zueinander?) (Also welche Einheit hat denn eine Impendanz) ?
Und für was steht jetzt Kraft und Beweglichkeit im Verstärker?

Ach ja, danke für eure Bemühungen :)
Mario
Beiträge: 4299
Registriert: 28.12.2006, 12:45
Wohnort: Hamburg
Kontaktdaten:

Beitrag: # 91394Beitrag Mario »

Auf die Gefahr hin, Quatsch zu erzählen: Impedanz ist keine Spannung, sondern ein Widerstand. Allerdings ändert sich der Wiederstand je nach Frequenz. Demnach wird auch die Impedanz in Ohm angegeben.
Du suchst ein gutes Lehrbuch? Nimm meins!
Bild
gs
Beiträge: 2064
Registriert: 26.05.2010, 00:09

Beitrag: # 91399Beitrag gs »

Eine Batterie hat in Reihe 1 Ohm.
Eine 2. gleiche 1Meg Ohm in Reihe.

Zieht man den gleichen Strom, erhält man bei der 1Meg Version weniger Spannung. An dem 1Meg Ohm fällt mehr Spannung ab.

Deshalb muss ein Verstärker bei einem 1M Mikro einen hochohmigen Eingang haben. Oder umgekehrt.
Der Verstärker kann fast ohne Strom auf Fahrt gebracht werden.
Das 5M Mikro bricht in der Spannung nicht ein.
Das ist der Versuch einer einfachen Erklärung. *uff*

Man kann mit Strom (niederohmig) oder Spannung (hochohmig) arbeiten.
Ein Mix verträgt sich nicht.

Die Impedanz genau betrachtet ist Komplex. (Komplexer)
Man berechnet sie auch in der Komplexen Ebene :-D

http://de.wikipedia.org/wiki/Impedanz
Zuletzt geändert von gs am 26.02.2014, 22:22, insgesamt 1-mal geändert.
madhans
Beiträge: 3430
Registriert: 16.03.2009, 21:41
Wohnort: Zentralbayern
Kontaktdaten:

Beitrag: # 91400Beitrag madhans »

@daniet
Meine Physikkentnisse snd sicher angestaubt, und so manches sagt man vielleicht nicht mit der richtigen Sprache, aber ... ich denke, es war schon erkennbar, was Frank gemeint hat?
Ich weiß:
Energie wird nie erzeugt, nur von einer in die andere Form umgewandelt.

Die Endröhren erzeugen ja auch keine Energie, an der Enröhre liegt eine Gleichspannung an. Durch die Veränderung der Leitfähigkeit der Endröhre entsteht eine Veränderung des Stromflusses im Primärkreis des OT. Das ist elektrische Energie (u*i*dt). Diese bewirkt einen veränderten magnetischen Fluß im Weicheisenkern, der wiederum eine Spannung im Sekundärkreis induziert, die bei Anschluß eines Verbrauchers zu Stromfluß im Sekundärkreis führt. Der Stromfluß in der Spule des Lautsprechers bewirkt eine Bewegung der Membran. Die Bewegung pro Zeit mal Masse ist dann die mechanische Energie (1/2*m*v^2) des Lautsprechers.

Aber das ist sicher auch nicht 100% richtig formuliert und tut es überhaupt zur Sache?

Der Impedanzwandler ist nur ein Trafo ... sonst nix. Mehr Wicklung ist mehr Gleichstromwiderstand und mehr Impedanz. Die Impedanz kann ich auch nicht so genau fassen, aber von Widerstand können wir ja nur im ohmschen Bereich sprechen. Und der "Widerstand" der Spule ist ja von Frequenz und Induktivität abhängig, die wiederum die Verschiebung von Strom und Spannung auf dem Gewissen hat (so glaube ich das zu wissen).

Das hört sich vielleicht so an, als würde ich das durchschauen ... tu ich aber nicht ... keine Ahnung was der OT so macht, wenn keiner hinschaut. Ich kann nur Momentaufnahmen verstehen.


Was meinst du mit Kraft und Beweglichkeit im Verstärker?

@mario
du bist zu gut zu mir :-)

Gruß
CB
Pimpinella
Beiträge: 2520
Registriert: 04.08.2006, 00:45
Wohnort: Jeverland

Beitrag: # 91402Beitrag Pimpinella »

Hi

Egal wie man versucht die Sache jemandem mit wenig Vorkenntnissen auf anschauliche Weise darzustellen, irgendwo hängt der Vergleich. In meinem Beispiel auch, das ist mir schon klar. Macht aber eigentlich nix, denn es ging mir ja darum auf ganz einfache Weise darzulegen, warum man nicht einfach andere Typen von Endröhren verwenden kann nur weil der Sockel passt und warum es Gründe gibt Lautsprecher in passender Nennimpedanz zu verwenden.
Ich habe in erster Linie erklärt was ein Trafo macht? Klar, und warum man ihn da braucht. Genau darum geht es ja.

Richtig ist, dass wir alle in der Schule mal U=I*R gelernt haben, aber die eine Hälfte der Schüler hat damals schon nicht verstanden was das soll und ein Großteil der anderen Hälfte hat es später gnädig verdrängt. Ich sehe nicht, warum man einen hier einen Elektronikgrundkurs aufbauen sollte. Das ist nun wirklich sehr weit weg von der Mundharmonika und es gibt darüber gute Bücher und sicher auch gute Quellen im Netz. Für mehr als das Herstellen eines nicht technisch gehaltenen Grundverständnises sehe ich in diesem Forum eigentlich keine Rechtfertigung, weder in Hinblick auf Notwendigkeit noch auf das Aufwand-/Nutzenverhältnis.

Gruß, Frank
madhans
Beiträge: 3430
Registriert: 16.03.2009, 21:41
Wohnort: Zentralbayern
Kontaktdaten:

Beitrag: # 91405Beitrag madhans »

Mann ...
dann habe ich das hier falsch verstanden ... tut mir leid.

Gruß
CB
Pimpinella
Beiträge: 2520
Registriert: 04.08.2006, 00:45
Wohnort: Jeverland

Beitrag: # 91418Beitrag Pimpinella »

Hi

Da gibts ja nix zu entschuldigen, das war ja meine ganz persönliche und private Meinung dazu. Es ist doch so: Wie man es macht macht man es falsch. Wo soll man die Leute abholen und wohin bringen?
Ich lese gelegentlich sowohl in einem Metallerforum (nee, nicht mit Musik, mehr Drehen und Fräsen und so) als auch in einem Holzwerkerforum. Man erkennt Gemeinsamkeiten und manche sind auch in beiden Welten zuhause, aber wenn ich etwas über Holz wissen will frag ich lieber die Holzleute und bei Metall die Metaller. Wenn ich etwas über Verstärkerbau wissen will bin ich sehr wahrscheinlich dort richtig wo man sich explizit mit diesem Thema beschäftigt und nur dann (!) wenn es um spezielle Fragen zu Mundharmonikaverstärkern geht ist vielleicht auch das Mundharmonikaforum der richtige Platz.
So sollte man das IMHO auch halten wenn man sich über geeignete Inhalte des eigenen Forums Gedanken macht: Können wir das leisten was die Spezialisten woanders tun und wenn ja, lohnt der Aufwand? Ich denke mir da halt "Schuster bleib bei deinen Leisten".

Aber wie gesagt, das muss man ja nicht so sehen wie ich ;) Ralfs Musiktheorie haben wir hier weil er nicht so gedacht hat.

Gruß, Frank
madhans
Beiträge: 3430
Registriert: 16.03.2009, 21:41
Wohnort: Zentralbayern
Kontaktdaten:

Beitrag: # 91422Beitrag madhans »

Hi!

Vor allem, wenn man was schreibt, kommen Schlauberger wie ich daher und beschweren sich über Kleinigkeiten.

Das mit dem Niveau ist sicher ein großes Problem. Ich sehe die Lösung eher in der Zerteilung der Themen in kleinere Häppchen.

Wie im "Technik auslagern" schon angeklungen und gerade eben auch beim Zubehör geschrieben suche ich nach einem gängigen Weg, diese Informationen in einer Weise aufzubereiten, die Sinn macht.

Ich denke das findet außerhalb vom Forum statt.

Gruß
CB
Antworten