Was ist die Ausgangsimpedanz und warum sollte mich das interessieren?
Die Ausgangsimpedanz oder Quellenimpedanz Ri einer idealen Signalquelle beträgt 0Ω.Wenn man von Gleichspannungsquellen spricht, wird sie auch interne Widerstand genannt (deshalb nenne ich ihn Ri , obwohl ein Gitarren-Pickup eine Wechselspannungsquelle ist). Ein (passiver) Gitarren-Pickup ist keineswegs eine ideale Signalquelle (Ri " > 0". Das bedeutet, dass die Ausgangsspannung abfällt, wenn sie mit einer Last verbunden wird (Effektpedale, Verstärker). Dieser Effekt wird umso stärker, je höher die Ausgangsimpedanz deines Gitarren-Pickups und je niedriger die Eingangsimpedanz deines Verstärkers/Effektpedals ist (Spannungsteiler zwischen RΩund Ri Spannungsteiler zwischen Ausgangsimpedanz Ri der Gitarre und Eingangsimpedanz RL der LastL).
Fuzz Face Schaltplan:
Beispiel:
Ausgangswellenform eines Fuzz Face mit idealer Signalquelle
Ω)(Ri=0Am Eingang:Ausgangswellenform eines Fuzz Face mit realistischer Signalquelle (R
=10kiDu musst selbst herausfinden, ob dir der Klang dieser Wechselwirkungen gefällt oder nicht. Falls nicht, solltest du überdenken, in welcher Reihenfolge deine Gitarreneffekte in deiner Signalkette angeordnet sind. Buffer- und Booster-/Preamp-Pedale haben eine hohe Eingangs- und eine niedrige Ausgangsimpedanz.Am Eingang:Ausgangswellenform eines Fuzz Face mit realistischer Signalquelle (R
Wie du die Ausgangsimpedanz deines Gitarren-Pickups misst
Um die Quellenimpedanz deiner Gitarre zu messen, benötigst du ein Oszilloskop. Falls du keins hast, kannst du meine Ergebnisse verwenden, da sie sich nicht wesentlich unterscheiden. Übrigens ist die genaue Modellbezeichnung meines Gitarren-Pickups ein Seymour Duncan SH-4 JB in Bridge-Position.
Miss die Spitze-Spitze-Spannung mit offener Ausgangsleitung:
- Drehe deine Gitarre auf volle Lautstärke, um sicherzustellen, dass die Potentiometer deine Messung nicht beeinflussen. Dann zupfe eine Note (ich habe die dickere E-Saite gezupft).
Miss die Spitze-Spitze-Spannung mit einer Last (R
- =1kLZupfe die gleiche Note mit der gleichen Intensität wie zuvor, um die besten Ergebnisse zu erhalten.Ω):
Berechne die Ausgangsimpedanz deines Gitarren-Pickups:
- Jetzt können wir die Spannungsteiler-Formeln von oben nehmen und die Variablen durch unsere gemessenen Werte ersetzen.
Ergebnis:
Die Ausgangsimpedanz meiner Gitarre liegt bei etwa 10k Hinweis:Ω.
Die Impedanz ändert sich mit der Frequenz. Dieses Ergebnis gilt nur für die tiefe E-Saite, aber wir können davon ausgehen, dass es sich nicht dramatisch ändert. Für ein detailliertes Ergebnis kannst du dieses Verfahren bei verschiedenen Frequenzen (verschiedene Noten) wiederholen. USB-aufladbare Gitarreneffekte
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Und wie misst du den Rest, also den Imaginärteil der Impedanz? Brauch man den nicht auch?
Hallo Erik,
danke für deine sehr interessante Frage. Du hast natürlich recht: Die Impedanz ist eine komplexe Größe und besitzt als solche einen Realteil und einen Imaginärteil. Ich messe nur den Betrag der Impedanz, auch Scheinwiderstand genannt, zur komplexen Größe fehlt also noch der Phasenwinkel.
Benötigt man die Information über den Phasenwinkel?
Das kommt drauf an. Wenn du Schaltungsentwickler bist und die Eingangsstufe deines Verstärkers oder eines Effektpedals dimensionierst, dann reicht der Betrag der Impedanz aus.
Falls du verschiedene Tonabnehmer vergleichen möchtest oder eine Abschätzung über die Qualität eines Tonabnehmers machen möchtest, kann der Phasenverlauf (Phasenwinkel über die Frequenz) interessant werden. Idealerweise beträgt der Phasenwinkel von der tiefsten bis zur höchsten Note am Griffbrett 0°, beim Spielen von mehreren Noten gleichzeitig kommt es sonst zu Verzerrungen.
Wie misst man den Phasenverlauf?
Eine Abschätzung über den Phasenverlauf kannst du aus dem Impedanzverlauf schließen: Ist der Betrag der Impedanz bei steigender Frequenz gleichbleibend, so beträgt der Phasenwinkel 0°. Dort wo der Betrag der Impedanz über die Frequenz steigt, ist der Phasenwinkel positiv, dort wo er fällt ist er negativ. Je steiler der Scheinwiderstand bei steigender Frequenz steigt oder fällt, desto positiver bzw. negativer ist der Phasenwinkel an diesen Stellen (+20dB/Dekade entsprechen einem Phasenwinkel von 90°, -20dB/Dekade einem Phasenwinkel von -90°). Mehr dazu findest du bei einer Suche nach Bode-Diagramm.
Rock On!
Dieter
Vielen Dank für die Antwort. Bei meinem Problem geht es tatsächlich um die Eingangstufe eines Verstärkers. Ich dachte man bräuchte dort eine Schaltung zur komplexen Impedanzanpassung (auch wenn man nicht im HF-Bereich ist)
Vorsicht! Bei einer Eingangsstufe ist das Ziel nicht die maximale Leistung zu übertragen, sonder die maximale Spannung. Anstatt der Impedanzanpassung verwendet man Spannungsanpassung -> Der Eingangswiderstand soll so hoch wie möglich sein, damit die Signalquelle nicht belastet wird.
A more accurate way can be done with a signal generator, a voltmeter, and a resistor. Connect in series as follows:
SignalGen –> R –> Z –> gnd
Where:
R is a resistor of known value
Z is the pickup
Measure the voltage across R (call it V1)
Measure the voltage across Z (call it V2)
The current (I) through the circuit is equal to V1/R. The impedance of the pickup is equal to V2/I. Since I = V1/R we can do a little algebra to get:
Z = (V2/V1)*R
Repeat for multiple frequencies.
Great idea, thanks for sharing!
Hallo songbirdfx,
Mich beschäftigt seit 20 Jahren eine Frage, die mir niemand beantworten konnte!
Hier mein Problem:
Manche Gitarren Effekte “arbeiten” nicht richtig bei Line Signalen (Synthesizer)… liegt ja daran, dass diese eine zu niedrige Impedanz haben und der Eingang vieler Effekte, auf hoch ohmige Signale ausgelegt ist. Gibt es eine Möglichkeit ein Line Signal “hoch ohmiger” zu bekommen? Also genau “andersrum” als ein buffer/booster in eurem Beispiel!
Vielen Dank schon mal und Grüße aus Heilbronn…
Servus Stefan,
danke für deine Nachricht! Um das Signal hochohmiger zu bekommen kannst du einen Widerstand in Serie zu deinem Line Signal schalten oder auch ein Potentiometer. Die Größenordnung sollte, wie oben berechnet, bei ca. 10kΩ liegen. Mich würde interessieren, bei welchen Gitarreneffekten genau du diese Probleme hast?
Liebe Grüße
Dieter
Wäre da nicht eine Reamping Box geeignet?
Möglicherweise. Falls das Synth Signal unbalanced ist, ist eine Reamping Box mMn nicht nötig. Bei einem balanced Signal kommt man wahrscheinlich nicht daran vorbei.
Hallo, entspricht die Ausgangsimpedanz eines Bodentreters wiederum der Ausgangsimpedanz einer Gitarre? Bzw. stecke ich den Ausgang eines Bodentreters besser in einen Line-In oder HI-Z Eingang eines Mischpultes?
Grüß Dich Mello!
Da Gitarrenverstärker auch Hi-Z Eingänge haben, sind Bodentreter eher dafür ausgelegt. Viele Bodentreter haben dennoch eine recht niederimpedante Ausgangsstufe, deshalb könnten sie auch am Line-In gut klingen. Probieren geht hier über studieren.
Liebe Grüße
Dieter
Danke für die schnell Rückmeldung, sehr interessant. Wie misst man denn die Spannung bei offenen Ausgang und unter Last? Ich nehme an, einmal wird das Oszilloskop an das andere Ende des Gitarrenkabels geklemmt. Aber wie findet die zweite Messung statt?
Gerne! Ich hab das Gitarrenkabel in eine Klinkenbuchse gesteckt, an der ich einen 1 Kiloohm Widerstand angelötet habe. Dort hab ich das Oszilloskop angeschlossen. Den offenen Ausgang hab ich gemessen, bevor ich den Widerstand angelötet habe.
Danke für die ausführliche Info. Vielleicht kann mir soetwas auch mal bauen oder kaufen. Ich würde gerne aus Neugierde meine Synhthis/Sampler messen. Ich habe mir erstmal ein günstiges Oszi und ein Buch über Elektronik bestellt 😉
Freut mich wirklich das zu hören! Die Messungen werden bestimmt erfolgreich!