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Was ist ein"hochohmiges Signal"?

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Autor
Beitrag
floorcable
Stammgast
#1 erstellt: 02. Dez 2005, 22:59
Hallo,

ich lese mich gerade in die Röhrentechnik ein, demnächst gehts ans Basteln. Allerdings bin ich schon mehrfach auf den Ausdruck "hochohmiges bzw niedrigohmiges Signal" gestossen und ich bin ein wenig ratlos:

Ein el. Signal kann nach meinem Kenntnisstand (Physik bis zur 10ten Klasse) hohe oder niedrige SPANNUNG bzw. STROMSTÄRKE haben. Der Widerstand (OHM) wird doch vom Leiter / Bauteil vorgegeben, oder? Kann mir dass jemand verständlich erklären wenn ich mich hier irre?

Gruss
Dirk


[Beitrag von floorcable am 02. Dez 2005, 23:00 bearbeitet]
richi44
Hat sich gelöscht
#2 erstellt: 03. Dez 2005, 11:12
Da hast Du völlig recht ABER:
Wenn Du den ohmschen Widerstand ins Spiel bringst, dann gibt es tatsächlich neben der Spannung auch einen Strom. Und wenn wir das Signal über Spannung und Strom definieren, so kommt der Widerstand ins Spiel.
Das heisst, dass beispielsweise ein Lautsprecherausgang eines Verstärkers niederohmig ist, weil sein innerer Widerstand (Ri) sehr klein ist. Es ist eine Spannungsquelle und die Spannung ändert sich kaum, ob jetzt eine Last dran hängt (Lautsprecher) oder nicht. Wir habe es also mit einem niederohmigen Signal zu tun.

Nehmen wir einen Ausgang eines CD-Spielers. Beim CDP ist der Ri (meist durch einen Schutzwiderstand) in der Grössenordnung von 100 Ohm bis 1k. Das ist nicht mehr niederohmig wie ein Lautsprecherausgang, aber man kann ihn auch noch nicht als hochohmig bezeichnen. Es ist einfach der typisch-durchschnittliche Lineausgang.

Wenn wir aber ein Mikrofon anschauen (ein dynamisches), so hat dieses üblicherweise eien Ausgangsspannung von 1mV und eine Nennimpedanz von 200 Ohm (Drahtwiderstand der Spule).
Ein solches Mik könnten wir wieder als weder hoch- noch niederohmig bezeichnen. Wir können es aber in der Praxis an einen Transistorverstärker (Mikeingang) anschliessen und das über eine Kabellänge von bis zu 100m.
Hätten wir einen Röhrenverstärker, so wäre das Rauschen ein Problem. Folglich müsste man die Mikspannung zuerst mal hochtransformieren. Dies kann bereits im Mik geschehen.
Dann hätten wir eine Spannung von 10mV, aber auch eine Impedanz von 20k. Dies wäre jetzt hochohmig und die Kabellänge dürfte bestenfalls 3m betragen.

Was hat die "Ohmigkeit" mit dem Kabel zu tun?
Das Kabel hat eine Kapazität. Und wenn die Quelle hochohmig ist, ergibt sich aus der Kabelkapazität und dem Ri der Quelle ein Tiefpass. Je niedriger der Ri ist, desto höher wird die Grenzfrequenz.

Und wenn man beispielsweise einen CDP an einen Verstärker und ein Mischpult und ein Tonbandgerät anschliesst, so wird das Signal durch die drei parallel wirkenden Eingangswiderstände belastet. Es bildet sich also ein Spannungsteiler zwischen Ri des CDP und den drei Lastwiderständen Re der Geräte. Ist Ri gross, so bricht die Ausgangsspannung zusammen, ist er klein, können die drei Geräte problemlos von der einen Quelle betrieben werden.

Und was hat die "Ohmigkeit" mit der Röhre zu tun?
Normalerweise haben wir Transistorgeräte und heute üblicherweise Operationsverstärker. Bei diesen ist der Eingangswiderstand meist recht hoch (k bis M), der Ausgangswiderstand (der Ri des OPV) extrem klein.
Bei Röhren ist der Eingangswiderstand bei Vorstufen zwischen 0,1 und 10M, bei Endröhren zwischen 50 und 500k.
Der Ausgangswiderstand einer Röhrenschaltung liegt bei üblichen Stufen bei etwa 30 und 300k. Um den Arbeitspunkt der Schaltung (hat nichts mit der Vorspannung zu tun) nicht zu verändern, sollte der Arbeitswiderstand möglichst nicht verändert werden. Als Faustregel gilt: Bei Trioden ist der Arbeitswiderstand 2 bis 3x Ri der Röhre (Datenblatt!), bei Pentoden 0,1 bis 0,2x Ri.
Damit ist klar, dass zusätzliche Lasten diese Faustregel verletzen und damit die Röhre klirrfrei nicht mehr den selben Pegel liefern kann.

Und was hat die "Ohmigkeit" mit Störungen zu tun?
Wenn man eine signalführend Leitung im Verstärker beispielsweise parallel zur Heizung oder zu einer anderen, Wechselspannung führenden Leitung verlegt, so sind Einstreuungen möglich. Diese Einstreuung ist die hauptsächliche Folge der Kapazität, die durch die parallele Leitung entsteht. Je grösser diese Kapazität UND je hochohmiger diese Leitung gegen Mass angebunden ist, umso stärker ist die Einstreuung.
Wenn also eine Schaltung (Eingang oder Ausgang) hochohmig ist, genügen wenige pF an Kapazität, hörbares Übersprechen zu erzeugen (Brumm ist in diesem Sinne auch übersprechen). Wenn aber die Leitung (Lautsprecherausgang) niederohmig ist, ist es fast ausgeschlossen, etwas einzukopplen.
Darum ist bei Röhrengeräten die Leitungsführung nicht ganz unproblematisch.
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