Ausgangswiderstand

Der Ausgangswiderstand $R_{i}$ (Innenwiderstand) liegt am Ausgang eines elektronischen Bauteils oder einer Baugruppe, den man an seinem Ausgang als Widerstand messen kann - aber nicht mit einem Ohmmeter. Dieser Widerstand wird auch Quellwiderstand genannt. Dabei betrachtet man die entsprechende Baugruppe als Blackbox.

Der darauf folgende passive Eingangswiderstand wird mit $R_{a}$ (Außenwiderstand) oder auch mit Lastwiderstand (Bürdenwiderstand) bzw. Abschlusswiderstand bezeichnet, wie man in der Abbildung erkennen kann.

Da es sich in der Regel um komplexe Widerstände handelt, die mit Induktivitäten und Kapazitäten aufgebaut sind, ist der sogenannte Ausgangswiderstand eigentlich eine Ausgangsimpedanz.

Datei:EingangswiderstandAusgangswiderstandA.png

Die Impedanzen: Hier Ri-Betrachtung

Ein Problem ist eine andere bisweilen übliche Bezeichnungsweise mit Eingangswiderstand als $R_{e}$ und Ausgangswiderstand als $R_{a}$. Damit ergibt sich ein verwirrender Widerspruch, denn der Ausgangswiderstand der letzten Bezeichnung kann nicht der Eingangswiderstand der ersten Bezeichnung sein. Darum bleibe man allein bei der ersten Benennung.

Hierbei gibt es die beiden Betrachtungsweisen (Siehe rechte Abbildung):

• als "Schnittstelle" für zwei aufeinandertreffende Geräte und
• als "ein" Gerät mit seinem Eingang und Ausgang.

Der Außenwiderstand und der Ausgangswiderstand sind etwas Verschiedenens und dürfen niemals gleichzeitig mit $R_{a}$ bezeichnet werden!

Ausgangswiderstände sind überwiegend "aktiv", während Eingangswiderstände immer "passiv" sind, wie man hier in der Abbildung deutlich erkennt. Einen passiven Eingang kann man nicht "kurzschließen" auch wenn das häufig unrichtig angegeben wird. Ein "aktiver" Ausgangswiderstand sollte jedoch wirklich nicht kurzgeschlossen werden.

Dämpfungs- und Impedanzanpassungsglieder sind Beispiele dafür, dass ein Innenwiderstand $R_{i}$ (Ausgangswiderstand oder Quellwiderstand) dabei auch mal passiv sein kann.

Wert des Ausgangswiderstands

• Bei einem Verstärker sollte er entsprechend der angeschlossenen Baugruppen gewählt werden. Ein Verstärker hat auf der einen Seite einen Eingangswiderstand = Lastwiderstand = Außenwiderstand = Abschlusswiderstand und auf der anderen Seite einen Ausgangswiderstand = Quellwiderstand = Innenwiderstand. Diese Seiten müssen deutlich auseinanderzuhalten sein, um ungewollte Verwechslungen zu vermeiden.

In der Hi-Fi-Technik und der Tontechnik gilt, dass der Ausgangswiderstand kleiner als der Eingangsswiderstand zu sein hat. Dieses ist die so bedeutsame Spannungsanpassung $R_{i}$ << $R_{a}$. Anschauliche Begründung: man möchte die über $R_{a}$ abfallende Spannung messen oder verstärken, deshalb sollte diese gegenüber der an $R_{i}$ abfallenden Spannung wesentlich größer sein. Dies gewährleistet eine gutes Signal-Rausch-Verhältnis.

In der Fernmeldetechnik und in der Nachrichtentechnik gilt: Die höchste Leistung kann übertragen werden, wenn der Ausgangswiderstand mit dem Eingangswiderstand der nächsten Baugruppe angepasst ist. Dieses ist die dort übliche Leistungsanpassung $R_{i}$ = $R_{a}$.

• Bei einem dynamischen Mikrofon ist der Ausgangswiderstand relativ klein; in der Studiotechnik kleiner als 200 $\Omega$.
• Bei einem Kondensatormikrofon ist der Ausgangswiderstand, an der Stelle des Membran-Kondensators, sehr groß im Bereich eines Gigaohms, jedoch am Mikrofonausgang impedanzgewandelt bei Studiomikrofonen etwa 50 $\Omega$.
• Bei einer Batterie soll der Ausgangswiderstand möglichst klein sein, er nimmt gegen Ende der Lebensdauer meist zu.

Beim Zusammenschalten mehrerer Baugruppen ist der jeweilige Innenwiderstand zu beachten.

Tonstudioanlagen (Tonregieanlagen)

Bei Tonstudioanlagen nach dem IRT-Pflichtenheft Nr. 3/5 (Tonregieanlagen) hat $R_{i}$ (Ausgangswiderstand) kleiner 40 $\Omega$ über den gesamten Frequenzbereich (20 Hz bis 20 kHz) zu sein.

Auch wenn man hierbei allgemein von Widerständen R spricht, handelt es sich um Impedanzen Z.

Leistungsverstärker

Bei Lautsprecherleistungsverstärkern ist dieser Innenwiderstand $R_{i}$ (auch Ausgangswiderstand genannt) kleiner 0,1 $\Omega$, damit die Eigenschwingungen der Lautsprechermembran und der Schwingspule besonders bei tiefen Frequenzen gut gedämpft werden. Dieses wird Spannungsanpassung genannt. $R_{i}<R_{a}$.

Der Innenwiderstand von Lautsprecherleistungsverstärkern wird höchst selten in den Datenblättern angegeben. Ist der Dämpfungsfaktor D_F bekannt, so kann $R_{i}$ ermittelt werden durch:

$R_{i}={\frac {R_{a}}{D_{F}}}$

Weblinks

• Berechnung der Anpassungsdämpfung