Aus allgemeinem Anlass noch mal ein paar Worte zum Thema Impedanz und den damit verbundenen Problemen. Immer wieder kommen einem zu dem Thema haarsträubende Halbwahrheiten und gnadenloser Nonsens zu Ohr, sei es in Internetforen, auf Messen oder im Bus. Zeit, damit aufzuräumen und über ein paar Fakten zu sprechen:

Impedanz ? Was ist das ?

Als Impedanz bezeichnet man den Wechselstromwiderstand einer elektrischen Schaltung. In manchen Zusammenhängen ist auch von Innenwiderstand die Rede, das ist aber bei Audio nicht korrekt. Es ist dabei egal, ob die Schaltung aus einem oder mehreren Bauteilen besteht und auch ob sie aktiv oder passiv ist. Sofern die Schaltung einen elektrischen Ein- und Ausgang besitzt wird zusätzlich zwischen Eingangs- und Ausgangsimpedanz unterschieden. Impedanzen werden in Ohm angegeben. Zu allem Überfluss werden, wenn zwei Schaltungen miteinander verbunden werden die Worte Eingangsimpedanz und Ausgangsimpedanz gerne durch Quellimpedanz und Lastimpedanz ersetzt. Zusammenfassend: Die Eingangsimpedanz ist der Widerstand auf den das Audiosignal trifft wenn es die Schaltung „betritt“.

Der Ausangswiderstand ist der Widerstand der direkt mit der nachfolgenden Schaltung verbunden wird. Wenn man das Wort „Schaltung“ durch „Gerät“ ersetzt wird das ganze plastischer.

Spannungsanpassung Vs. Leistungsanpassung

Es gibt zwei Möglichkeiten elektrischen Strom von A nach B zu befördern. Entweder man legt Wert auf die Leistung oder man legt Wert auf die Spannung. Im Audiobereich legt man wert auf die Spannung, da sich diese analog zu dem Schallereignis verhält um das es ja schließlich geht. Deswegen findet die Übertragung als Spannungsanpassung statt. Das bedeutet : Die Impedanz der Quelle (A) muss wesentlich kleiner sein als die Impedanz des Empfängers (B). Diese Kombination sorgt dafür das die Quelle nicht sehr stark belastet wird, was zur Folge hätte das die Spannung zusammenbrechen würde. Klingt jetzt schizophrehn ist aber so. Man könnte denken das „weniger stark belasten“ heißt man müsste im Empfänger eine möglichst kleine Impedanz haben. Ist aber genau umgekehrt: Kleine Impedanz des Empfängers = Quelle wird satrk belastet. Große Impedanz des Empfängers = Quelle wird leicht belastet. Ist ja dann auch doch wieder logisch wenn man bedenkt das wir uns mit sinkendem Widerstand dem Kurzschluss nähern und den hat ja niemand gern. Wer jetzt behauptet das die Ausgangsimpedanz gleich der Eingangsimpedanz sein muss, der redet von Leistungsanpassung. Das hat nichts, aber auch rein gar nichts mit analoger Audiotechnik zu tun, wird aber trotzdem in zig Foren kolportiert. Leistungsanpassung braucht man bei langen Signalwegen (lang = Kilometer) und bei HF (z.B. Radio). Die gesamte Nachrichtentechnik lebt davon. Da Audiotechnik aus der Nachrichtentechnik entstand, galt das Prinzip der Leistungsanpassung hier einen Moment lang auch, wurde aber irgendwann abgesägt, als man festellte das die Kabelwege im Tonstudio nicht sehr lang sind. Im modernen Tonstudio begegnet einem die Leistungsanpassung nur noch bei digitalen Verbindungen, das ist nämlich auch HF. Da müssen dann Eingangs- und Ausgangsimpedanzen, sowie die Wellenwiderstände der Kabel alle gleich sein.

Praxis

Wenn wir unsere Quelle zu stark belasten (d.h. also die Lastimpedanz klein machen)beeinträchtigt das wie gesagt die Spannung, sprich unser Audiosignal . Diesen Effekt nennt man Dämpfung. Da die Spannung in unserem Fall ein Audiosignal ist entspricht die Dämpfung einem Lautstärkeverlust. Beispiel: Wir schließen ein dynamisches Mikrophon an einen Preamp an. Das Mikrophon hat eine Ausgangsimpedanz von 200 Ohm. Wir nehmen einen Preamp mit 2000 Ohm Eingangsimpedanz. Die Formel erspare ich Euch hier mal, das Ergebnis ist 0,82 dB Dämpfung. Da geht also schon fast ein ganzes dB über den Jordan. Hört sich viel an, aber ohne Verluste kann man leider kein Signal übertragen. Schrauben wir die Eingangsimpedanz unseres Preamps mal herunter: 1000 Ohm ergeben 1,58 dB Dämpfung, 600 Ohm würden 2,49 dB verdampfen lassen. Da wirds dann schon eklig. Ganz los wird man den Effekt nie, selbst bei 100.000 Ohm Eingangswiderstand ist noch eine Dämpfung messbar. Man kann den Eingangwiderstand auch nicht beliebig anheben, da bekommt man dann andere Probleme. Faustregel: Die Eingangimpedanz muss mind. 10x höher sein als die Ausgangsimpedanz. Das ergibt zwar nach meinem Beispiel einen Verlsut von 0,82 dB – aber was soll´s. 200 Ohm sind typisch für dynamische Mikros. Kondensatormics haben eher zwischen 50 und 150 Ohm.

Warum haben denn viele Micpres neuerdings wählbare Eingangsimpedanzen ? Keine Ahnung. Na ja die Dämpfung über die ich eben berichtet habe ist nicht für alle Frequenzen gleich (das liegt daran das auch die Impedanz an sich frequenzabhängig ist), das heißt wenn man die Impedanz am Micpre runterschaltet ändert sich auch der Frequenzgang des Mikros. Es wird muffig. Wer das gut findet kann sich den Effekt natürlich zu nutze machen. Bei Line-Verbindungen ist das alles fast genauso, die typischen Ausgangsimpedanzen sind andere (50 – 75 Ohm, HIFI auch gerne 150 Ohm). Endstufen haben Ausgangwiderstände im Bereich von 0,1 Ohm – entsprechend niedrig sind die Impedanzen der Speaker : 4, 6, 8 oder 16 Ohm. An die Ausgänge der Verstärker schreiben die Hersteller gerne die optimale Impedanz der anzuschließenden Boxen dran. Also nicht verwirren lassen.

Gitarren: kritisch, stark schwankend und noch viel extremer von Frequenzen abhängig, Pickups sind archaische Bauteile. Deswegen gibt es Hochimpedanzeingänge (Hi-Z) dafür, geht los bei mehreren zehntauend bis millionen Ohm (kOhm und MOhm), Nachteile : mehr Rauschen, HF-Einstreuungen (sprich: Radio). Geht aber nicht anders, ausser mit aktiven Pickups aber das will ja auch wieder keiner.

Glossar

Da das meiste Equipment aus dem englischsprachigen Raum kommt, oder zumindest so tut als käme es da her, hier noch ein paar Übersetzungen:

Low-Z = Low Impedance = kleiner als 600Ohm

Medium Impedance = 600Ohm – 10.000Ohm (10.000Ohm = 10kOhm)

Hi-Z = High Impedance = höher als 10.000 Ohm

Impedance Matching = Leistungsanpassung

Impedance Bridging = Spannungsanpassung

guten abend,

Arne