26.03.2022, 19:58
Vielleicht noch was zum besseren Verstehen bei DIN-Anschlüssen.
Zum allgemeinen Verständnis der Überlegungen, die sich hinter der DIN- Steckverbindung verbergen, betrachten wir mal folgende Aufgabe:
Das Tonsignal einer hochohmigen NF- Quelle ist über ein Kabel von etwa 1,5 m zu einem „Empfänger“ zu leiten.
Dass unsere Überlegungen von einer hochohmigen Quelle ausgehen hat seine Ursache darin, dass damals, als die DIN- Steckverbindung genormt wurde, der Transistor noch nicht erfunden war, und Röhren bekanntlich einen hohen Innenwiderstand aufweisen.
Vom „Empfänger“ aus betrachtet ist der Innenwiderstand der Quelle ihr Ausgangswiderstand.
Leiten wir also das Tonsignal von der hochohmigen Quelle (z.B. 1 M Ohm) mit einem Kabel, das eine Kapazität von 100 pF/m hat, zum hochohmigen „Empfänger“, so werden wir feststellen, dass die hohen Frequenzen im Tonsignal fehlen.
Warum?
Der hohe Ausgangswiderstand und die Kapazität des Kabels bilden zusammen einen Tiefpass mit einer Grenzfrequenz von 1 kHz.
Alle Frequenzanteile, die höher sind als die Grenzfrequenz, werden um so stärker bedämpft, je höher sie über der Grenzfrequenz liegen.
Man bekommt dieses Problem in den Griff, wenn man parallel zur Leitungskapazität einen niederohmigen Widerstand (z.B. 2 kOhm) gegen Masse legt.
Die Grenzfrequenz des Tiefpasses steigt damit auf etwa 500kHz.
Jetzt kann also der gesamte Tonfrequenzbereich bis zu 20 kHz problemlos übertragen werden. Und das ist schon der ganze Trick, mit dem man hohe Frequenzen trotz hohem Ausgangswiderstands der Quelle auch über kapazitätsbehaftete Kabel leiten kann, allerdings auf Kosten der Signalstärke.
Dabei ist es völlig gleichgültig, wo der niederohmige Widerstand sitzt, ob im „Sender“ oder im „Empfänger“.
Man hat sich damals bei der Abfassung der DIN- Steckernorm entschlossen, diesen Belastungswiderstand grundsätzlich im Tonbandgerät unterzubringen.
Während früher die Röhren selbst für einen hohen Ausgangswiderstand sorgten, so machen das heute in Transistorschaltungen Widerstände.
Eine Grundvoraussetzug, damit die Signalübertragung auch funktioniert, ist, dass die Tonquelle eine relativ hohe Ausgangsspannung liefert. Geht man von 1 V aus, so stehen nach dem Spannungsteilergesetz etwa 2 mV am Eingang an.
Der Eingangsvertärker in einem Tonbandgerät ist also zwingend auf die hohen Ausgangswiderstände der Quellen angewiesen. Niederohmige Quellen würden unweigerlich zu einer Übersteuerung führen.
Wie geht man nun vor, wenn die Quelle (Tuner, Verstärker, Receiver) eine Cinch- Ausgansbuchse (z.B.775mV an 2 kOhm) hat? Ganz einfach:
Wie oben bereits beschrieben erhöhen wir den Ausganswiderstand der Quelle mit einem Längswiderstand um etwa 470kOhm…1,5MOhm.
Im umgekehrten Fall, wenn also das Tonbandgerät einen Cinch- Eingang (z.B.77 mV / 50 kOhm) und die Quelle einen DIN- Ausgang hat, bleiben nur zwei Möglichkeiten:
Entweder man überbrückt den hohen Innenwiderstand in der Quelle mit max. 10kOhm oder baut sich einen DIN- Vorverstärker.
Ist das Tonbandgerät nun die Quelle und z.B. ein Verstärker der „Empfänger“, so liegen wieder andere Verhältnisse vor. Der DIN- Ausgang an einem Tonbandgerät hat nämlich einen relativ niedrigen Ausgangswiderstand und das Radio mit DIN-Eingang einen hohen Eingangswiderstand. Der Ausgang des Tonbandgerätes wird also vom Eingang des Verstärkers , wie in der Tontechnik üblich, nur wenig belastet.
Für die DIN-Buchse gilt: Ein / Ausgänge am Radiogerät hochohmig, Ein / Ausgänge am Tonbandgerät niederohmig.
Weshalb wird der DIN- Ausgang an einem Tuner mit mV / kOhm angegeben?
Ganz einfach deshalb, weil einem mit der Spannungsangabe allein nicht geholfen wäre. Würde man die Ausgangsspannung sehr hochohmig messen, so ergäben sich etwa 1 V, man weiß aber nicht, welchen Wert sie annimmt, wenn sie mit einem niederohmigen Eingang verbunden wird. Ist bekannt, dass der Eingangswiderstand des angeschlossenen Geräts z.B.
1 kOhm beträgt, so lässt sich daraus der Eingangspegel bestimmen: 1 mV.
Richtiger wäre, diesen Wert gleich als Strom anzugeben (I = U : R), im Beispiel also 1 µA.
Die korrekten DIN- Eingangsstufen sind nämlich als Stromverstärker ausgelegt.
Bei einem Stromverstärker führt man das gegenphasige Ausgangssignal, wie bei einer Gegenkopplung, dem Eingangssignal zu.
An der DIN- Buchse eines Tonbandgeräts, das zusätzlich zum Löschkopf einen Aufnahme- und einen Wiedergabekopf eingebaut hat, treten jedoch Probleme auf.
An der DIN- Buchse des Tonbandgeräts würde dann sowohl das niedervoltige Eingangssignal anliegen und ein paar Millimeter weiter das mit einigen 100 mV ziemlich „kräftige“ Ausgangssignal.
Und wenn es sich dabei auch noch um das verzögerte Hinterbandsignal handelt, entsteht durch Übersprechen ein unerwünschter Echoeffekt.
Tritt dieser Fehler auf, so hat der Entwickler gleich gegen zwei DIN- Vorschriften verstoßen:
Einmal, weil die Eingangsschaltung aus einem modifizierten Mikrofonverstärker mit ursprünglich hohem Eingangswiderstand abgeleitet wurde, zum anderen, weil DIN zwingend vorschreibt, dass bei Aufnahmebetrieb die Wiedergabekontakte abgeschaltet werden müssen. Für eine Hinterbandkontrolle ist deshalb eine eigene Buchse, ob DIN oder Cinch, notwendig.
Bernd
Zum allgemeinen Verständnis der Überlegungen, die sich hinter der DIN- Steckverbindung verbergen, betrachten wir mal folgende Aufgabe:
Das Tonsignal einer hochohmigen NF- Quelle ist über ein Kabel von etwa 1,5 m zu einem „Empfänger“ zu leiten.
Dass unsere Überlegungen von einer hochohmigen Quelle ausgehen hat seine Ursache darin, dass damals, als die DIN- Steckverbindung genormt wurde, der Transistor noch nicht erfunden war, und Röhren bekanntlich einen hohen Innenwiderstand aufweisen.
Vom „Empfänger“ aus betrachtet ist der Innenwiderstand der Quelle ihr Ausgangswiderstand.
Leiten wir also das Tonsignal von der hochohmigen Quelle (z.B. 1 M Ohm) mit einem Kabel, das eine Kapazität von 100 pF/m hat, zum hochohmigen „Empfänger“, so werden wir feststellen, dass die hohen Frequenzen im Tonsignal fehlen.
Warum?
Der hohe Ausgangswiderstand und die Kapazität des Kabels bilden zusammen einen Tiefpass mit einer Grenzfrequenz von 1 kHz.
Alle Frequenzanteile, die höher sind als die Grenzfrequenz, werden um so stärker bedämpft, je höher sie über der Grenzfrequenz liegen.
Man bekommt dieses Problem in den Griff, wenn man parallel zur Leitungskapazität einen niederohmigen Widerstand (z.B. 2 kOhm) gegen Masse legt.
Die Grenzfrequenz des Tiefpasses steigt damit auf etwa 500kHz.
Jetzt kann also der gesamte Tonfrequenzbereich bis zu 20 kHz problemlos übertragen werden. Und das ist schon der ganze Trick, mit dem man hohe Frequenzen trotz hohem Ausgangswiderstands der Quelle auch über kapazitätsbehaftete Kabel leiten kann, allerdings auf Kosten der Signalstärke.
Dabei ist es völlig gleichgültig, wo der niederohmige Widerstand sitzt, ob im „Sender“ oder im „Empfänger“.
Man hat sich damals bei der Abfassung der DIN- Steckernorm entschlossen, diesen Belastungswiderstand grundsätzlich im Tonbandgerät unterzubringen.
Während früher die Röhren selbst für einen hohen Ausgangswiderstand sorgten, so machen das heute in Transistorschaltungen Widerstände.
Eine Grundvoraussetzug, damit die Signalübertragung auch funktioniert, ist, dass die Tonquelle eine relativ hohe Ausgangsspannung liefert. Geht man von 1 V aus, so stehen nach dem Spannungsteilergesetz etwa 2 mV am Eingang an.
Der Eingangsvertärker in einem Tonbandgerät ist also zwingend auf die hohen Ausgangswiderstände der Quellen angewiesen. Niederohmige Quellen würden unweigerlich zu einer Übersteuerung führen.
Wie geht man nun vor, wenn die Quelle (Tuner, Verstärker, Receiver) eine Cinch- Ausgansbuchse (z.B.775mV an 2 kOhm) hat? Ganz einfach:
Wie oben bereits beschrieben erhöhen wir den Ausganswiderstand der Quelle mit einem Längswiderstand um etwa 470kOhm…1,5MOhm.
Im umgekehrten Fall, wenn also das Tonbandgerät einen Cinch- Eingang (z.B.77 mV / 50 kOhm) und die Quelle einen DIN- Ausgang hat, bleiben nur zwei Möglichkeiten:
Entweder man überbrückt den hohen Innenwiderstand in der Quelle mit max. 10kOhm oder baut sich einen DIN- Vorverstärker.
Ist das Tonbandgerät nun die Quelle und z.B. ein Verstärker der „Empfänger“, so liegen wieder andere Verhältnisse vor. Der DIN- Ausgang an einem Tonbandgerät hat nämlich einen relativ niedrigen Ausgangswiderstand und das Radio mit DIN-Eingang einen hohen Eingangswiderstand. Der Ausgang des Tonbandgerätes wird also vom Eingang des Verstärkers , wie in der Tontechnik üblich, nur wenig belastet.
Für die DIN-Buchse gilt: Ein / Ausgänge am Radiogerät hochohmig, Ein / Ausgänge am Tonbandgerät niederohmig.
Weshalb wird der DIN- Ausgang an einem Tuner mit mV / kOhm angegeben?
Ganz einfach deshalb, weil einem mit der Spannungsangabe allein nicht geholfen wäre. Würde man die Ausgangsspannung sehr hochohmig messen, so ergäben sich etwa 1 V, man weiß aber nicht, welchen Wert sie annimmt, wenn sie mit einem niederohmigen Eingang verbunden wird. Ist bekannt, dass der Eingangswiderstand des angeschlossenen Geräts z.B.
1 kOhm beträgt, so lässt sich daraus der Eingangspegel bestimmen: 1 mV.
Richtiger wäre, diesen Wert gleich als Strom anzugeben (I = U : R), im Beispiel also 1 µA.
Die korrekten DIN- Eingangsstufen sind nämlich als Stromverstärker ausgelegt.
Bei einem Stromverstärker führt man das gegenphasige Ausgangssignal, wie bei einer Gegenkopplung, dem Eingangssignal zu.
An der DIN- Buchse eines Tonbandgeräts, das zusätzlich zum Löschkopf einen Aufnahme- und einen Wiedergabekopf eingebaut hat, treten jedoch Probleme auf.
An der DIN- Buchse des Tonbandgeräts würde dann sowohl das niedervoltige Eingangssignal anliegen und ein paar Millimeter weiter das mit einigen 100 mV ziemlich „kräftige“ Ausgangssignal.
Und wenn es sich dabei auch noch um das verzögerte Hinterbandsignal handelt, entsteht durch Übersprechen ein unerwünschter Echoeffekt.
Tritt dieser Fehler auf, so hat der Entwickler gleich gegen zwei DIN- Vorschriften verstoßen:
Einmal, weil die Eingangsschaltung aus einem modifizierten Mikrofonverstärker mit ursprünglich hohem Eingangswiderstand abgeleitet wurde, zum anderen, weil DIN zwingend vorschreibt, dass bei Aufnahmebetrieb die Wiedergabekontakte abgeschaltet werden müssen. Für eine Hinterbandkontrolle ist deshalb eine eigene Buchse, ob DIN oder Cinch, notwendig.
Bernd