Impedanz

Ein Messwert, der mit der Anpassung zwischen den einzelnen Gliedern der Audiokette zu tun hat. Er wird in Ohm gemessen. Für den Musiker sind insbesondere zwei Verbindungen wichtig …

1) Die Impedanz zwischen Instrument und dem Eingang des nächsten Gerätes (Verstärker oder Effektgerät) bestimmt darüber, wie dynamisch und transparent das Signal übertragen wird. Deshalb ist es so wichtig, dass etwa ein zartes Singlecoil- oder Piezo-Signal zuerst einen möglichst hochohmigen Eingang anlaufen kann. Andernfalls kann es schnell dumpf und matt werden.

Hier schafft ein so genannter Impedanzwandler Abhilfe.

Das gilt übrigens auch für Fehlanpassungen an anderen wichtigen Schnittstellen, wie Effects Loop, Line Out, Aux In oder einer Headphones-Buchse, wenn auch nicht im selben Maße. (Näheres hierzu unter dem Stichwort: Ohm …)

2) Die Impedanz zwischen Endstufe und Lautsprecher bestimmt darüber, ob und wie der Verstärker seine Leistung freimachen kann.

Im Idealfall stimmen die angegebenen Impedanzwerte zwischen Box und Verstärker 1:1 überein. Ist das nicht möglich, heißt es aufpassen. Da muss man nach der jeweiligen Technik unterscheiden.

Röhrenendstufen haben einen Ausgangstrafo, der bei den meisten modernen Schaltungen gleich mehrere unterschiedliche Impedanzen (16 / 8 / 4 Ohm, sehr selten auch 2 Ohm) anbietet. Dazu verwendet man entweder den passenden Speaker Out oder stellt den gewünschten Wert am zugehörigen Impedance Switch ein.

Ein Unterschreiten der am Verstärkerausgang angegebenen oder am Schalter eingestellten Mindestimpedanz (etwa, indem man eine 8-Ohm-Box an einem 16- Ohm-Ausgang betreibt) sollte man vermeiden! Röhrenverstärker stecken das zwar normalerweise noch irgendwie weg. Gesund ist eine Fehlanpassung aber eher nicht. Und …

Achtung: Eine solche Unterimpedanz kann bei Transistor-Amps ohne entsprechende Schutzschaltungen absolut verheerend wirken – also bitte Vorsicht!

Weniger heikel ist die Überimpedanz, also, ein zu hoher Wert des Lautsprechers gegenüber dem Verstärker. Ein Röhrenverstärker wird dadurch zwar stärker belastet, was den Verschleiß erhöht. Er raucht aber auch nicht gleich ab. (Einige wenige Hersteller verwenden sogar spezielle, besonders belastbare Ausgangstrafos, und nutzen gezielte Fehlanpassungen, um weitere Klangnuancen aus der Schaltung zu kitzeln.)

Transistorverstärker reagieren auf eine Überimpedanz lediglich mit reduzierter Ausgangsleistung, woraus sich für den Anwender durchaus praktische Aspekte ergeben:

Solche Endstufen, zu denen übrigens auch die modernen Class-D-Verstärker gehören, sind nämlich zumeist auf eine Mindestimpedanz von 4 Ohm ausgelegt. Schließt man daran eine 8-Ohm-Box an, schadet das der Endstufe nicht. Sie leistet dann eben (je nach Schaltung) nur noch etwa die Hälfte bis zwei Drittel der angegebenen Maximalleistung.

So lässt sich die Leistung ganz einfach den Gegebenheiten anpassen: Im Proberaum oder im kleinen Club nutzt man ein einzelnes Cab (oder den eingebauten Speaker, falls es sich um einen Combo handelt) und für lautere Anlässe und größere Bühnen nimmt man ein weiteres hinzu. Wichtig ist, dass dabei beide Lautsprechereinheiten dieselbe Impedanz aufweisen.

Denn durch die Parallelschaltung zweier identischer Impedanzwerte erhält man rechnerisch den halben Wert. Gemäß der Formel:

1/x = 1/Impedanz „A“ + 1/Impedanz „B“
ergibt sich bei identischen Impedanzwerten für die beiden Boxen (oder Lautsprecher) „A“ und „B“ (im Beispiel 8 Ohm) …

1/x = 1/8 Ohm + 1/8 Ohm entsprechend 1/x = 2/8 Ohm
(als Kehrbruch) x = 8/2 Ohm der halbe Wert: x = 4 Ohm!

Leistung und Membranfläche der zuvor beschriebenen Anlage lassen sich damit gleichzeitig (zumindest in etwa) verdoppeln.

Bei Bassanlagen haben die Boxen typischerweise 8 Ohm, was bei parallelem Anschluss eine Gesamtimpedanz von 4 Ohm ergibt. Bei Gitarrenanlagen können es auch 16 Ohm sein, was beim Anschluss zweier Boxen wiederum 8 Ohm ergibt. Das ist also der jeweilige Wert, dem sich die Endstufe dann gegenüber sieht.

Problematisch ist das Mischen von Lautsprechern/Boxen mit verschiedenen Impedanzwerten. Das gibt es nicht nur bei Produkten verschiedener Hersteller, sondern auch schon mal bei unterschiedlichen Modellen derselben Serie. Noch verwirrender wird es durch moderne Boxenkonstruktionen mit mehreren Lautsprechern, die stereo oder mono arbeiten und im Monobetrieb wahlweise auch noch seriell oder parallel verschaltet werden können.

Bei der Kombination unterschiedlicher Impedanzen lässt sich also nicht auf Anhieb erkennen, ob das geplante Setup noch (einigermaßen) betriebssicher ist oder nicht.

Für die Tapferen – wohl dem, der in Physik und beim Bruchrechnen aufgepasst hat – nun noch ein paar praktische Rechenbeispiele zur Gesamtimpedanz (in der Gleichung ist das der „x“-Wert) bei gemischten Kombinationen mit je zwei typischen Boxenimpedanzen:

1 x 8 Ohm + 1 x 16 Ohm: 1/x = 1/8 + 1/16 entspricht …
1/x = 2/16 + 1/16 also 1/x = 3/16 oder …
x = 16/3 macht 5,3 (Periode)

Das ergibt also eine leichte Überimpedanz (siehe oben) an einem 4-Ohm-Anschluss, die man aber noch tolerieren könnte. Das nächste Beispiel hingegen ist schon „haariger“ …

1 x 4 Ohm + 1 x 16 Ohm: 1/x = 1/4 + 1/16 entspricht …
1/x = 4/16 + 1/16 also 1/x = 5/16 oder …
x = 16/5 macht 3,2

3,2 Ohm ergäben am nächstgelegenen regulären Wert (4 Ohm) angeschlossen eine leichte Unterimpedanz. Das birgt bereits Gefahrenpotenzial, insbesondere für Transistor-Amps, wie wir zuvor schon besprochen hatten.

Die nächste Kombination könnte einem bei Bassanlagen begegnen …

1 x 4 Ohm + 1 x 8 Ohm: 1/x = 1/4 + 1/8 entspricht …
1/x = 2/8 + 1/8 also 1/x = 3/8 oder …
x = 8/3 macht 2,6 (Periode)

Hoppla, knapp 2,6 Ohm wären hier für unsere typische 4-Ohm-Endstufe bereits eine deutliche Unterimpedanz auf dem Weg zum Kurzschluss!!! So eine Lautsprecherkombination dürfte man also ausschließlich an speziellen Verstärkern betreiben, die dafür vorgesehen sind und eine Mindestimpedanz von 2 Ohm ausdrücklich zulassen (bestimmte PA-Endstufen, die alten Ampeg SVT-Tops oder auch einige alte Fender-Amps zum Beispiel). Im Zweifelsfall gilt: Lieber nicht ausprobieren!

Damit sollte die Impedanzproblematik zwischen Verstärker und Lautsprecherbox nun hoffentlich hinreichend geklärt sein.


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