Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Ausgangswiderstand und Impedanzanpassung


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von Eric (Gast)


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Hallo

Frage:

Nehmen wir an, ein OPV hat bei einer Verstärkung V=10 einen 
Ausgangswiderstand von 10 Ohm. Da kommt ein Koaxial Kabel mit dem 
Wellenwiderstand von 50 Ohm. Muss mein Serienwiderstand zwischen Opv und 
Kabel nun 50 Ohm sein, oder 40 (50-10) ?

lG

von Jens G. (jensig)


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40

von Larry (Gast)


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Ich bezweifle mal, das ein Feld- Wald- und Wiesen-OPV
eine 50 Ohm Impedanz richtig treiben kann, wenn man auch
noch mehr als ein "Kleinsignal" am Ausgang erwartet.

Aber du wirst schon den richtigen auswaehlen.

von Eric (Gast)


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Das war nicht die Frage und habe nicht behauptet dass das Kabel mit 50 
Ohm abgeschlossen wird. Bei meiner Frage ging es um den Serienwiderstand 
zwischen dem Ausgang des OPV und Kabel!

von Jörg R. (solar77)


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Eric schrieb:
> und habe nicht behauptet dass das Kabel mit 50
> Ohm abgeschlossen wird.

Wie sonst soll man deine Aussage verstehen?

Eric schrieb:
> Da kommt ein Koaxial Kabel mit dem
> Wellenwiderstand von 50 Ohm.

von Eric (Gast)


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OPV -> Serienwiderstand -> Koax Kabel -> 1 MEG Ohm zu Gnd

Mir geht es um den Serienwiderstand.
Bei einseitiger Anpassung sollte der Serienwiderstand gleich dem 
Wellenwiderstand des Kabels sein. Ich fragte mich nur was mit der 
Ausgangsimpedanz des OPV ist, ob die mit dem Serienwiderstand verrechnet 
werden muss oder nicht.

von Max M. (jens2001)


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Eric schrieb:
> OPV -> Serienwiderstand -> Koax Kabel -> 1 MEG Ohm zu Gnd

OMG!

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Eric schrieb:
> Muss mein Serienwiderstand zwischen Opv und
> Kabel nun 50 Ohm sein, oder 40 (50-10) ?

Müssen tust du diesbezüglich gar nichts, und ob die 40 Ω sinnvoll sind,
hängt von der Anwendung ab. Für 50 Ω kann ich mir aber keine sinnvolle
Anwendung vorstellen.

Nachtrag:

Eric schrieb:
> OPV -> Serienwiderstand -> Koax Kabel -> 1 MEG Ohm zu Gnd

Ok, dann könnten 40 Ω sinnvoll sein.

: Bearbeitet durch Moderator
von Larry (Gast)


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> habe nicht behauptet dass das Kabel mit 50
> Ohm abgeschlossen wird

Aha. Du benutzt also 50 Ohm Kabel und terminierst sie dann nicht.
Worauf Leute alles so kommen. Dann musst du dir um die
Impedanzanpassung ja keine Sorgen machen.

> Bei meiner Frage ging es um den Serienwiderstand
> zwischen dem Ausgang des OPV und Kabel!

...
...
...
...

Hier stand eben noch ein guter Rat. Den habe ich aber durch
... ersetzt.

von Phasenschieber S. (phasenschieber)


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Dem Koaxkabel ist der Innenwiderstand der Quelle ziemlich egal.
Wichtig ist nur, dass das Ende des Koax mit dem Wellenwiderstand 
abgeschlossen wird.

Solange die Quelle niederohmiger als das Kabel ist, wird auch der 
grösste Teil der Leistung an das Kabel abgegeben.

Mit anderen Worten, die Quellimpedanz muss nicht dem Wellenwiderstand 
entsprechen.

am besten, wenn die Quellimpedanz gegen Null geht.

von Eric (Gast)


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Aber einseitige Anpassung macht doch Sinn? Damit die zurück laufenden 
Wellen absorbiert werden ?!

von Larry (Gast)


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> Damit die zurück laufenden
> Wellen absorbiert werden ?!

Lol.

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Eric schrieb:
> Aber einseitige Anpassung macht doch Sinn? Damit die zurück laufenden
> Wellen absorbiert werden ?!

Ja. Bei einer unidirektionalen Verbindung genügt es oft, die Leitung nur
an einem Ende abzuschließen. Welches Ende dabei vorzuziehen ist, hängt
wiederum von der Anwendung ab. Ein Abschluss an der Quelle hat den
Vorteil, dass diese bei niedrigen Frequenzen weniger stark belastet
wird.

von Phasenschieber S. (phasenschieber)


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Eric schrieb:
> Aber einseitige Anpassung macht doch Sinn? Damit die zurück laufenden
> Wellen absorbiert werden ?!

Das Ende des Koax muss mit dem Wellenwiderstand abgeschlossen werden, 
nicht der Anfang (Quelle).

Wenn das der Fall ist, dann laufen auch keine Wellen mehr zurück.....und 
wenn die Quelle denkbar niederohmig ist, ist das gut für alle 
Beteiligten.

von HildeK (Gast)


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Phasenschieber S. schrieb:
> Das Ende des Koax muss mit dem Wellenwiderstand abgeschlossen werden,
> nicht der Anfang (Quelle).

Einen serienterminierten Digitalausgang terminiert man an z.B nur der 
Quelle.
Ob die Leitung eine Z-Leiterbahn oder ein Koaxkabel ist, ist dabei 
belanglos. Ebenso ob es eine digitale oder analoge Quelle ist.
Natürlich kann man auch am Ende terminieren, besser ist die beidseitige 
Terminierung. Das belastet die Quelle weniger mit dem Nachteil, nur den 
halben Pegel an der Senke zu haben.

von Phasenschieber S. (phasenschieber)


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HildeK schrieb:
> Einen serienterminierten Digitalausgang terminiert man an z.B nur der
> Quelle.

Geraffel voll am Thema vorbei!

von Wühlhase (Gast)


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Nö, der HildeK hat da schon völlig Recht, auch wenn ich zum ersten Mal 
höre daß man beidseitig terminiert. Eigentlich terminiert man ENTWEDER 
am Leitungsanfang in Serie ODER parallel am Leitungsende.

@TS:
Du brauchst noch 40Ω hinter dem OPV, das ist korrekt. Ob das bei deinem 
Vorhaben Sinn ergibt weiß ich aber nicht.


Und einigen Schreibern hier würde ich raten, sich noch einmal die 
Grundlagen zu diesem Thema zu Gemüte zu führen. Vor allem dem mit dem 
Nick, der da eigentlich Ahnung vermuten lassen sollte.

von Phasenschieber S. (phasenschieber)


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Wühlhase schrieb:
> Und einigen Schreibern hier würde ich raten, sich noch einmal die
> Grundlagen zu diesem Thema zu Gemüte zu führen.

Yep, das würde besonders Dir guttun!

von georg (Gast)


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Wühlhase schrieb:
> auch wenn ich zum ersten Mal
> höre daß man beidseitig terminiert

So tritt man Jahrzehnte HF-Erfahrung Tauesnder Entwickler in die Tonne. 
Alternative Elektronik im Trump-Stil.

Georg

von Wühlhase (Gast)


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Aha...na, georg, dann kläre doch mal auf.

von Larry (Gast)


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Hier tun sich ja Abgruende der Ahnungslosigkeit auf.

Vermutlich benutzt der TO das Koax nur wegen seiner Schirmwirkung.
Und, um alles richtig zu machen moechte er "seinen" Ausgang
optimal an das Medium anpassen.
Spaetestens wenn
- das Kabel eine gewisse Laenge ueberschreitet und/oder
- das Signalspektrum nicht mehr als niederfrequent angesehen
werden kann, wird es Reflektionen am offenen Kabelende geben.
Die 1 Mohm sind ja quasi offen.
Ob die fuer ihn stoerend sind, wird der TO ja dann merken.

Und wenn er dann terminieren muss, wird sein vermutlich
schwaechlicher OV gar nicht genug Leistung in das Kabel
treiben koennen.


Sicher benutzt auf einer Platine eine Serienterminierung
des IC-Ausgang. Schon bei birektionalen Signalen muss man
dann die Terminierung irgendwo in die Mitte setzen.
Diese Serienterminierung ist aber auch nur ein Kompromiss.

Im Regelfall wird man eine HF fuehrende Leitung auf
beiden Seiten terminieren. Den auftretenden Verlust
bei der Signalamplitude, muss men beim Entwurf/Benutzung
beruecksichtigen.

Viele Freunde wird der TO mit seinen Umgangsformen hier
auch nicht finden.

von HildeK (Gast)


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Wühlhase schrieb:
> auch wenn ich zum ersten Mal
> höre daß man beidseitig terminiert.

In der HF-Technik ist das der Standard. Antenne, Sender, Empfänger usw., 
alles hat 50Ω oder 75Ω oder differentiell 240Ω.

In der NF-Technik wird üblicherweise gar nicht terminiert, zumindest 
nicht in Bezug auf einen Wellenwiderstand.

In der Digitaltechnik nimmt man üblicherweise die quellseitige 
Serienterminierung, weil die den Ausgang statisch nicht belastet und die 
üblicherweise die ICs das nicht treiben können. Das ist anders bei der 
einseitigen Terminierung am Empfänger.
Obwohl es da auch Ausnahmen gibt: Thevenin-Terminierung, Terminierung 
mit RC-Glied am Ende.
Ideal wäre eine beidseitige Terminierung, die führt aber zum halben 
Signalpegel. Das ist in normalen Verbindung nicht brauchbar, man braucht 
da extra Treiber/Empfänger, wenn man das einsetzen will. Braucht man bei 
terminierten Bussen.
Die quellseitige Serienterminierung führt halt zu einer rücklaufenden 
Welle, dafür hat man vollen Signalhub am Empfänger und ein sauberes 
Signal.

von Larry (Gast)


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> Das Ende des Koax muss mit dem Wellenwiderstand abgeschlossen werden,
> nicht der Anfang (Quelle).

Du kannst ja mal 6 Inverter eines 74AC04 parallel an ein
mit 50 Ohm am Ende terminiertes 10 m Koaxkabel mit einigen
paar MHz hineinschalten lassen.
Dann schau dir mal an was dabei rauskommt...

von Larry (Gast)


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> Die quellseitige Serienterminierung

Wenn der erzeugende Generator eine Impedanz von viel weniger
als 50 Ohm hat, ist die Serienterminierung die Terminierung
der angeschlossenen Leitung.
Siehe das Beispiel mit den 74AC04.

von HildeK (Gast)


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Phasenschieber S. schrieb:
> HildeK schrieb:
>> Einen serienterminierten Digitalausgang terminiert man an z.B nur der
>> Quelle.
>
> Geraffel voll am Thema vorbei!

Nö!
Ich hab mit einem häufig verwendeten Beispiel begonnen und klarzustellen 
versucht, dass es keinen prinzipiellen Unterschied gibt zwischen 
analogem und digitalem Signal.
Letztlich ist das Digitalsignal auch ein analoges, nur mit dedizierter 
Kurvenform.

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Wühlhase schrieb:
> Nö, der HildeK hat da schon völlig Recht,

Ja, hat er.

> auch wenn ich zum ersten Mal höre daß man beidseitig terminiert.

Beidseitige Terminierung braucht man vor allem bei Bussystemen und
bidirektionalen Punkt-zu-Punkt-Verbindungen. Bei unidirektionalen
analogen Verbindungen kann die beidseitige Terminierung die
Signalqualität minimal verbessern, da die Reflexionen, die letztendlich
an der Senke ankommen, zweimal statt nur einmal gedämpft werden. Den
Unterschied bemerkt man dann, wenn die einfache Terminierung auf Grund
von Kabel- und Widerstandstoleranzen und anderen Dreckeffekten nicht
ganz perfekt ist. Meist ist aber die Verbesserung so gering, dass der
Nachteil der höheren Quellenbelastung diesen kleinen Vorteil überwiegt
und man deswegen besser darauf verzichtet.


HildeK schrieb:
> Letztlich ist das Digitalsignal auch ein analoges, nur mit dedizierter
> Kurvenform.

Bei Digitalsignalen sind die Anforderungen an die Terminierung oft etwas
geringer, da dort ein kleiner, durch eine Reflexion verursachter Huckel
im Signal nicht weiter stört, bei analogen Messsignalen hingegen schon.

von Elektrofan (Gast)


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> Ich hab (...) und klarzustellen versucht, dass es keinen prinzipiellen
> Unterschied gibt zwischen analogem und digitalem Signal.

Aber Hallo!

Wer immer noch nicht bergiffen hat, dass "analog" mausetot ist
und es überhaupt gar keine Zukunft ohne "digital" geben darf,
hat einfach null-nix begriffen.

Der/die/das hat sogar noch nicht mal von Grundtatsachen
nennenswerte Ahnung:
Weder weiss es/sie/er, dass die Leistung im EVU-Netz nur noch in
Gigabytes berechnet werden darf, noch dass nur Kobolde o.ä. die
umweltverträgliche Energiespeicherung in eben diesem Netz
bewirken können ...

von Phasenschieber S. (phasenschieber)


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Wie üblich kommt man hier in diesem Forum wiedereinmal vom Kuchenbacken 
zum A...backen.

Eric schrieb:
> Frage:
>
> Nehmen wir an, ein OPV hat bei einer Verstärkung V=10 einen
> Ausgangswiderstand von 10 Ohm. Da kommt ein Koaxial Kabel mit dem
> Wellenwiderstand von 50 Ohm. Muss mein Serienwiderstand zwischen Opv und
> Kabel nun 50 Ohm sein, oder 40 (50-10) ?

Nur auf diesen Fall haben sich meine Antworten bezogen!

Natürlich gibt es bestimmte Quellen die terminiert werden müssen.
Das ist hier aber nicht der Focus.

Dem Fragesteller geht es sicher nur darum, ob die Quelle mit einem Z von 
10R an den Wellenwiderstand des Koax angepasst werden muss und nur 
darauf habe ich geantwortet.

Idealerweise hat die Quelle ein Z von Null Ohm, dabei bleibe ich und ein 
OP mit einer Ausgangsimpedanz von 10 Ohm kann direkt an ein 50Ohm-Kabel 
angeschlossen werden. Ein Serienwiderstand ist nicht erforderlich.

Damit bin ich raus.

von HildeK (Gast)


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Yalu X. schrieb:
> Beidseitige Terminierung braucht man vor allem bei Bussystemen und
> bidirektionalen Punkt-zu-Punkt-Verbindungen.

Bei bidirektionalen Verbindungen braucht man das auch nicht: einfach auf 
beide Seiten den Serienterminierungswiderstand anbringen. Der Empfänger 
ist 'open' oder eben 'open + 33Ω' - kein großer Unterschied. 😀

Yalu X. schrieb:
> Bei Digitalsignalen sind die Anforderungen an die Terminierung oft etwas
> geringer, da dort ein kleiner, durch eine Reflexion verursachter Huckel
> im Signal nicht weiter stört, bei analogen Messsignalen hingegen schon.

Das ist natürlich richtig. Vielleicht nicht mehr, wenn ich die Forderung 
nach einer bestimmten minimalen Reflexionsdämpfung an einer 
Schnittstelle habe.

Phasenschieber S. schrieb:
> Eric schrieb:
>> Frage:
>>
>> Nehmen wir an, ein OPV hat bei einer Verstärkung V=10 einen
>> Ausgangswiderstand von 10 Ohm. Da kommt ein Koaxial Kabel mit dem
>> Wellenwiderstand von 50 Ohm. Muss mein Serienwiderstand zwischen Opv und
>> Kabel nun 50 Ohm sein, oder 40 (50-10) ?
>
> Nur auf diesen Fall haben sich meine Antworten bezogen!
Schon, aber er will anpassen und wenn er das will, dann sind die 40Ω als 
Ergebnis seiner Betrachtung richtig. Ob er anpassen muss oder nicht, 
hängt von einer Reihe anderer Faktoren ab, die nie zur Sprache kamen.

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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HildeK schrieb:
> Yalu X. schrieb:
>> Beidseitige Terminierung braucht man vor allem bei Bussystemen und
>> bidirektionalen Punkt-zu-Punkt-Verbindungen.
>
> Bei bidirektionalen Verbindungen braucht man das auch nicht: einfach auf
> beide Seiten den Serienterminierungswiderstand anbringen. Der Empfänger
> ist 'open' oder eben 'open + 33Ω' - kein großer Unterschied. 😀

Ja, beidseitige Serienterminierung genügt.

von Wühlhase (Gast)


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HildeK schrieb:
> In der NF-Technik wird üblicherweise gar nicht terminiert, zumindest
> nicht in Bezug auf einen Wellenwiderstand.

Da braucht man es ja auch nicht...


HildeK schrieb:
> In der HF-Technik ist das der Standard. Antenne, Sender, Empfänger usw.,
> alles hat 50Ω oder 75Ω oder differentiell 240Ω. [..]

Ich bin mir ziemlich sicher verstanden zu haben wie Terminierung 
funktioniert, finde Mehrfachterminierung dennoch etwas...eigenartig. Ich 
habe das allerdings auch im Zuge von Digitalsignalen kennengelernt.

Aber danke (auch an dich, Yalu), wieder etwas gelernt. Der Tag war nicht 
umsonst. :)

von HildeK (Gast)


Angehängte Dateien:

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Wühlhase schrieb:
> finde Mehrfachterminierung dennoch etwas...eigenartig.

Dass man beidseitig terminiert, hängt auch mit der Leistungsanpassung 
zusammen. Gerade bei HF, speziell bei Sendern will man ja das Maximum an 
Leistung loswerden. https://de.wikipedia.org/wiki/Leistungsanpassung

Und man will auch Mehrfachreflexionen vermeiden, denn real sind die 
Anpassungen nicht immer perfekt und an Schnittstellen (Steckern etc.) 
auch nicht mehr so genau wie im Kabel selber. Oder es sind 
Streukapazitäten vorhanden, die ihrerseits wieder negative Auswirkungen 
zeigen.
Im angehängten Beispiel (halt mit digitalen Signalen, da zeigt sich das 
deutlicher und das Sheet war vorhanden 😀) sieht man, dass die 
quellseitige Terminierung sich besser verhält.
Ich hab mal versucht, einigermaßen reale Verhältnisse nachzubilden. 
Sicherlich nicht vollständig.

Wühlhase schrieb:
> Aber danke (auch an dich, Yalu), wieder etwas gelernt. Der Tag war nicht
> umsonst. :)

So soll es sein 😀!

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