Zitat :

hoher Eingangswiderstand, geringer Ausgangswiderstand. Ist das IMMER nötig?

Nein, aber es hat Vorteile das so zu machen.
Ein niedriger Ausgangswiderstand verhindert, dass die kapazitive Belastung durch abgeschirmte Leitungen sich auf den Frequenzgang auswirkt, und wenn der Eingangswiderstand sehr viel höher als der Ausgangswiderstand ist, hat man stets den Leerlaufpegel des Ausgangs zur Verfügung, unabhängig davon, wieviele Eingänge angeschlossen sind und wie hoch der (niederohmige) Ausgangswiderstand wirklich ist.

Zitat :

Könnte ich in solch einem Fall den Ausgangswiderstand gleichsetzen mit dem unmittelbar folgenden Eingangswiderstand? Meinetwegen R(out)= 470 Ohm und folgend R(in) ebenfalls 470 Ohm?

Ausser bei Telefonleitungen und der Leistungsanpassung von uralten Trafo gekoppelten Verstärkern ist das bei NF weder üblich noch zweckmäßig.

Es ist ja ziemlich leicht einen niedrigen Ausgangswiderstand in dieser Größenordnung herzustellen, aber die meisten NF-Verstärker haben von Haus aus weitaus höhere Eingangswiderstände.
Um den Eingangswiderstand so niedrig zu machen müsste man einen Belastungswiderstand einbauen, auf dem ein erheblicher Teil (6dB) des mühsam verstärkten Signals verheizt wird.

Bei HF oder bei Telefonleitungen sieht die Sache anders aus, weil dort die Leitungslängen in die Größenordnung der zur Signalfrequenz gehörenden Wellenlänge kommen, und dadurch üble Buckel und Dellen im Frequenzgang erscheinen.
Z.B. erscheint eine am Ende offene Leitung mit einer Länge von einem (ungeradzahligen) Viertel der elektrischen Wellenänge am Eingang als Kurzschluß.

Das kann man vermeiden, indem man mindestens ein Ende der Leitung mit einem Wirkwiderstand abschliesst, der gleich dem Wellenwiderstand der Leitung ist.
Dieser Wellenwiderstand ist relativ niederohmig und hat praktisch nichts mit dem Gleichstromwiderstand der Leitung zu tun, sondern mit dem Dielektrikum und den Abmessungen und Abständen von Hin- und Rückleiter.
In der Meßtechnik sind z.B. koaxiale 50 Ohm Kabel genormt, in der Antennentechnik werden 75 Ohm Kabel verwendet, weil die eine etwas geringere Dämpfung haben.

Oberhalb von 100 Ohm werden die Abmessungen von asymmetrischen Leitungen langsam unpraktisch oder die elektrischen Eigenschaften werden zu schlecht und ich kann mich nicht an Leitungen mit 200 Ohm oder mehr erinnern.

Zitat :

ein paar Geräte in den Kopf gesetzt, die ich bauen möchte

Falls Du diese Quelle noch nicht kennst; Articles und Projects bieten viel Lesestoff.

...kannte ich noch nicht. Vielen Dank

Dank an perl für die umfangreiche letzte Antwort...


Andi

Das lässt mich immer noch nicht in Ruhe.

Gut, also hoher Eingangswiderstand. Heutzutage sind wohl die meisten Audioeingänge mit OPV's bestückt. OPV's haben (im Idealfall) einen unendlich hohen Eingangswiderstand. Realistisch ist das dann wohl nicht so, aber es sind immer noch sehr sehr hohe Eingangswiderstände beim OPV. Wenn ich nun einen Audio-Eingang habe, so befindet sich da z.B. ein C zum Auskoppeln von Gleichspannung. Dann folgt "irgendwie" ein oder 2 R, in Reihe oder/und gegen GND. Diese ein bis zwei R definieren den Eingangswiderstand der Audioschaltung (mal den C jetzt aussen vor gelassen).

Aber wieso "nur" der/die 1-2 R? Spielt denn der unmittelbar folgende, sehr hohe Eingangswiderstand des OPV beim definieren des R(in) keine Rolle? Müsste denn nicht der Eingangswiderstand des OPV dazu addiert werden zur Berechnung des R(in) des Audioeingangs?


Sorry, dass ich da wieder so viele Fragen stelle...


Andi

Benutze mal zur Abwechslung das Ding zwischen den Ohren!
Der Eingangswiderstand des OPV beträgt mehrere Megaohm! und die kannst du dir als R nach GND denken! So und nun schalte da mal einen R in Reihe und einen R nach GND. Wer bestimmt wohl den R nach GND?

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Manchmal gibt es aber diesen R nach GND nicht (z.B. invertierender Verstärker). Da gibt es "nur" einen R in Reihe und den zweiten in der Gegenkopplung zum/vom Ausgang. Ist dann bei Beschaltung eines symmetrischen Eingangs bei einem Differenzverstärker nicht eine Symmetrie des Eingangswiderstandes genau genommen gar nicht vorhanden? Der Differenzverstärker ist in mancherlei Hinsicht problematisch. Dennoch konnte ich in letzter Zeit in sehr vielen Geräten genau diese Beschaltung vorfinden, nicht etwa die aufwendigere Beschaltung als Instrumentenverstärker. Und diese Geräte werden in professionellen Tonstudios eingesetzt, bei deren Benutzung man keine Probleme feststellt, kein Brummen, kein Rauschen, kein Pegelabfall, keine Einstreuungen über das Kabel... Da denke ich mir, dass die aufwendige Beschaltung als Instrumentenverstärker gar nicht unbedingt notwendig ist...


Andi

Oh Herr schau dir doch mal an wie die Eingangsstufe der OPV aufgebaut ist. ZB https://de.wikipedia.org/wiki/Operationsverst%C3%A4rker
GND ist ein Bezugspotential, bei symmetrisch gespeisten OPV meist der Verbindungspunkt zwischen positiver und negativer Speisespannung! Und für die Zukunft kannst du dir merken ein OPV versucht auf biegen und brechen beide Eingänge auf gleiches Potential zu bringen!
Edit: hier noch mehr Grundlagen zum Differenzverstärker http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0209091.htm

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[ Diese Nachricht wurde geändert von: der mit den kurzen Armen am 20 Sep 2016 20:28 ]

Danke für Deine Antwort.

Tud mir Leid, wenn ich mit meinen Fragen Euch verärgere oder sowas. Vielleicht erinnert sich der Eine oder Andere von Euch daran, dass es mit Sicherheit auch Dinge und Wissenslücken gibt, wo derjenige nicht gleich und schnell und sofort vorankommt und dann gern die Möglichkeiten z.B. eines Forums nutzt. Die Artikel im Elektronik-Kompenium und Wikipedia und sehr viele andere sind mir bekannt. Trotzdem fällt es mir in manchen Dingen eben nicht so leicht, alles dies, was ich dort gelesen habe, auf dem Schirm zu haben.

Na ja, werd' mich bissl zurückhalten hier in Zukunft.


Andi

Wie schon gesagt haben OPV extrem hohe Eingangswiderstände und die Kannst du dir als einen R vom Eingang nach GND vorstellen . Wenn du nun einen R parallel dazuschaltest bestimmt der externe Widerstand den Gesamtwiderstand. Oder auch anders gesagt je höher der Eingangswiderstand ist um so geringer wird der Ausgang der Quelle belastet. Das nutzt mann zum Beispiel beim Spannungsfolger aus . Die Quelle wird durch den hohen Eingangswiderstand wenig belastet, aber der Ausgang ist dann niederohmig kann also auch Höher belastet werden. Und da sind wir bei dem Punkt wo der OPV versucht auf biegen und brechen gleiche Spannung an seinen beiden Eingängen zu erreichen.

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http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/schalt/02101411.gif bei dieser Schaltung liegt der nicht invertierende Eingang auf GND der invertierende Eingang liegt über R1 und den Ausgangswiderstand der Quelle auf GND !

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Zitat :

Manchmal gibt es aber diesen R nach GND nicht (z.B. invertierender Verstärker). Da gibt es "nur" einen R in Reihe und den zweiten in der Gegenkopplung zum/vom Ausgang.

Da am invertierenden Eingang ein virtueller Nullpunkt liegt, entspricht der Eingangswiderstand dann dem "R in Reihe".

Zitat :

Ist dann bei Beschaltung eines symmetrischen Eingangs bei einem Differenzverstärker nicht eine Symmetrie des Eingangswiderstandes genau genommen gar nicht vorhanden?

In der Tat wäre der nicht invertierende Eingang dann immer noch hochohmig und die Schaltung völlig unsymmetrisch.
Wenn man daraus einen Differenzeingang machen will, belastet man daher den nicht invertierenden Eingang mit einem Spannugsteiler gleichen Gesamtwiderstands nach Masse.

Wegen der bescheidenen Eigenschaften dieser Schaltung, -vor allem der niedrige Eingangswiderstand stört und die Gleichtaktunterdrückung hängt vom Ausgangswiderstand der treibenden Schaltung ab-, verwendet man in der Praxis gerne noch eine Pufferstufe vor dem invertierenden Eingang.

Leider führt die zusätzliche Laufzeit in der Pufferstufe zu Unsymmetrie bei höheren Frequenzen, und daher puffert man in der Praxis beide Eingänge des Differenzverstärkers.
Leider hat auch diese Schaltung, ebenso wie die vorhergehenden, noch den Nachteil, dass man die Verstärkung nicht leicht verändern kann.

Aber von dieser Schaltung ist es dann zum Instrumentenverstärker mit einstellbarer Verstärkung nicht mehr weit.

Die Vorteile des Instrumentenverstärkers verstehe ich. Gleichzeitig finde ich in so vielen (industriellen) Schaltungen die einfache Version des Differenzverstärkers vor. Das irritiert mich. Denn das bedeutet, dass diese einfachere Variante funktioniert. Diese Sachen werden so gebaut, werden verkauft, sind teilweise täglich im Einsatz, nicht nur bei Laien, und keiner beschwert sich über technische Mängel bei diesen Geräten.
Zum Beispiel sind für die Lautstärkereglung bei Verwendung von invertierenden und nicht-invertierenden OPV auch mehrere Stellen eines regelbaren R in der Schaltung möglich. Alle mehr oder weniger brauchbar, mit jeweils Vor- und Nachteilen. Als logische Konsequenz gipfelt das letztlich im Instrumentenverstärker, der wohl die meisten Nachteile der kleineren Schaltungsvarianten aufhebt. Das ist die Theorie. Und dann eben die erwähnte Praxis, die ein wenig im Widerspruch dazu steht und den Eindruck erweckt, dass es bei diesen (industriellen) Geräten weniger um höchstmögliche Qualität geht, sondern darum, mit dem nötigsten (unteren) Aufwand brauchbare Resultate zu erzielen. Meine Denkanstösse liegen wohl darin begründet, dass ich mir solche industriellen Geräte unbeabsichtigt zu sehr als Maßstab wähle und mich wundere, dass es eben trotzdem funktioniert...

Danke für Eure Geduld.


Andi

Zitat :

Und dann eben die erwähnte Praxis, die ein wenig im Widerspruch dazu steht und den Eindruck erweckt, dass es bei diesen (industriellen) Geräten weniger um höchstmögliche Qualität geht, sondern darum, mit dem nötigsten (unteren) Aufwand brauchbare Resultate zu erzielen.

Bei den Industriegeräten kommt es vor allem darauf an, dass eine Schaltung immer den Spezifikationen gemäß funktioniert, und zwar auch unter Berücksichtigung der möglichen Toleranzen der Bauteile.
Abgleichen, Nachbessern oder gar Rückrufaktionen sind teuer bis sehr teuer.

Wenn du einen Differenzverstärker spezifizierst, obwohl du ihn weder brauchst noch so betreibst, wirst du wahrscheinlch nie erfahren , wie gut oder wie schlecht z.B. dessen Gleichtaktunterdrückung ist.
Hinzu kommt, dass manches, was auf den ersten Blick wie ein Differenzverstärker aussieht, evtl. gar keiner ist.