Fehlanpassung

Fehlanpassung bezeichnet in der Hochfrequenztechnik den Fall, dass in einem Stromkreis zwei Impedanzen zur Erfüllung eines gegebenen Zieles nicht optimal zueinander passen. Häufig ist das Anpassungsziel entweder die maximal mögliche Wirkleistungsübertragung oder die Unterdrückung von Reflexionen.[1] Z. B. vermindert Fehlanpassung zwischen Sender, Zuleitung und Antenne die abgestrahlte Leistung.[2] Andere Ziele sind z. B. ein guter Wirkungsgrad der Energiequelle oder bestmögliches Signal-Rausch-Verhältnis am Ausgang eines Eingangsverstärkers. Wird ein Anpassungsziel nicht perfekt erreicht, spricht man bezüglich des angestrebten Optimums von Fehlanpassung. Als Maß für die Fehlanpassung betreffs eines Zieles lassen sich Koeffizienten angeben, z. B. auf Leitungen der Reflexionskoeffizient.

Fast nie lassen sich mehrere wünschenswerten Ziele zugleich perfekt optimieren, erst recht nicht bei von Resonanz erheblich abweichenden Frequenzen. Dann kommt es auf einen guten Kompromiss an. Z. B. ist eine vertretbar geringe Fehlanpassung bei einer Frequenz zugunsten insgesamt verbesserter Anpassung über einen gewünschten Frequenzbereich (Bandbreite) so ein Ziel.

Wenn die Wellenimpedanz nicht mit dem Abschlusswiderstand übereinstimmt, treten unerwünschte Impulsreflexionen auf. Der korrekte Wert des Abschlusswiderstandes wird durch Zeitbereichsreflektometrie ermittelt und kann durch einen Resonanztransformator korrigiert werden. Auch Steckverbinder müssen bei hohen Frequenzen (Hochfrequenz) zur Vermeidung von Fehlanpassung und Stoßstellen eine mit dem Kabel übereinstimmende Wellenimpedanz haben. Im Fall einer Fehlanpassung kommt es hier zu störenden Reflexionen.

Bei jeder Schnittstelle, egal ob digital oder analog, bildet der Ausgangswiderstand der Quelle mit dem Eingangswiderstand der Last eine Anpassungsdämpfung. Besonders ist hier der Dämpfungsfaktor für die Spannungsanpassung bei der Schnittstelle vom Endverstärker zum Lautsprecher zu beachten.

Folgen einer Fehlanpassung können sein:

  • Leistungsverlust oder sogar Zerstörung von HF-Sendern durch reflektierte Leistung
  • Verluste bei der Signalübertragung zwischen Antenne und Empfänger
  • Verzerrungen des Frequenzganges einer Kabelverbindung
  • Laufzeit- und Datenfehler bei Digitalkabeln durch veränderte Flanken und Mehrfachreflexionen
  • schlechte Bildqualität bei Fernsehsignalen durch Frequenzgangfehler und Mehrfachreflexionen

NF-Leistungsverstärker für Lautsprecher arbeiten jedoch nicht mit Leistungsanpassung, sondern mit Spannungsanpassung. Sie müssen möglichst geringe Quellimpedanzen von und weniger haben, um die Eigenschwingungen der 4- bis 8-Ohm-Lautsprecher zu bedämpfen, besonders bei tiefen Frequenzen.

Siehe auch

Weblinks

Einzelnachweise

  1. Shepard Roberts, Member I.R.E, Conjugate-image impedances, Proceedings of the I.R.E. and Waves and Electrons, volume 34, number 4, Section 1, April 1946 p.199 P, eq. (3a) “reflection coefficient” and Fig. 1-Equivalent circuit of generator and load, (Für Beginn und Ende des Artikels bei Bedarf bitte 080 oder 082 statt 081 im pdf Namen einsetzen).
  2. Warren L. Stutzman, Gary A. Thiele , Antenna Theory and Design, – 3rd ed. p. 176, 177, ch. 6.4.2. Matching Networks