Ein Lautsprecher bedeutet für den Verstärker eine "Last".
Und diese Last muß die Endstufe des Verstärkers mit Leistung versorgen. Zuerst mal ist es unwichtig, ob in dem Lautsprecher ein (einzelnes) Chassis oder mehrere oder ein ganzes Netzwerk voller Chassis arbeiten. Das (oder die) Lautsprecherchassis belasten die Endstufe des Verstärkers auf jeden Fall anders als ein gewöhnlicher normaler Drahtwiderstand.
Das Lautsprecherchassis soll den angelieferten Strom in Schallwellen umwandeln. Dazu hat es eine Spule in einem Magnetfeld und diese Spule kommt aus dem Bereich der "induktiven" Lasten. Ein Kondensator zum Beispiel käme aus dem Bereich der "kapazitiven" Lasten. Und der Draht- oder Kohle-Widerstand gehört zu den reinen ohmschen Lasten (und das auch nicht immer).
Die Widerstände, die nicht zu den reinen ohmschen Typen gehören, nennen wir Scheinwiderstände oder auch Impedanzen. Es gibt übrigens neben den elektrischen Impedanzen auch mechanische Impedanzen.
Im Radio RIM Jahrbuch von 1983 wird ein Impedanz-Meßgerät angeboten, zu dem es eine einführende Beschreibung gab.
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Die Impedanzmessung
Der in der Praxis auftretende Verbraucher im Wechselstromkreis ist im Normalfall eine Zusammenschaltung von Wirk- und Blindwiderständen. Dabei handelt es sich um Grundbauelemente wie Widerstände, Kondensatoren und Induktivitäten.
Aber auch beim Einsatz jeglicher elektrischer Elemente anderer Arten treten unter bestimmten Umständen Erscheinungen auf, welche immer auf genannte Grundbauelemente zurückzuführen sind.
Das Formelzeichen der Impedanz, welche auch als Scheinwiderstand bezeichnet wird, ist „Z", die Einheit Ω (Ohm). Der Betrag von „Z" ändert sich mit der Frequenz, sofern Strom und Spannung gegeneinander phasenverschoben sind. Das ist immer dann der Fall, wenn eine Kombination aus Wirk- und Blindwiderständen vorliegt.
Die resultierende Impedanz „Z" ergibt sich aus folgender Formel:
wobei R den Wirkanteil und X den Blindanteil darstellt.
Letztgenannter ist immer frequenzabhängig und somit gilt der ermittelte Betrag einer Impedanzmessung nur bei einer bestimmten Frequenz.
Dabei kommt es in der Praxis häufig vor, daß der Wirkanteil über einen bestimmten Frequenzbereich überwiegt und somit den Eindruck erweckt, die durchgeführte Messung sei frequenzunabhängig.
Das Impedanzmeßgerät RIM ZM-6
Deshalb ist ein Meßgerät notwendig, das einen möglichst großen Frequenzbereich überstreichen kann, um eine genaue Kenntnis über ein bestimmtes Bauelement oder Baugruppe zu erhalten. Dies ist auf einfache Weise mit dem Impedanzmeßgerät RIM ZM-6 möglich.
Der einstellbare Bereich des internen Frequenzgenerators überstreicht einen Bereich von 30 Hz bis 33 kHz. Jedem, der seine Lautsprecherboxen selbst baut, stellt sich die Frage nach den Übertragungseigenschaften seines erstellten Systems.
Mit dem Impedanzmeßgerät ist es ein Leichtes, die Linearität, Resonanzverhalten und Lücken im gesamten zu übertragenden Frequenzbereich zu kontrollieren.
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Ein Meßgerät dieser Art bietet somit eine wesentliche Hilfe beim Aufbau und Aufstellen von Lautsprechersystemen. Dieses Anwendungsbeispiel stellt jedoch nur einen Bruchteil derMöglichkeiten des Einsatzbereiches dar.
Allgemein sei hier nur auf Messungen an Verstärker- Ein- und -Ausgängen, Netzwerken, bestehend aus R-L-C-Kombinationen beliebiger Art, hingewiesen. Es ist jedoch auch möglich, genannte Grundelemente aus Widerständen, Induktivitäten oder Kapazitäten einzeln auf ihren Wert hin zu überprüfen.
Wirkwiderstände lassen sich wie mit einem normalen Widerstandsmeßgerät auf ihren Wert hin ermitteln, Blindwiderstände lassen sich bezüglich ihres Wertes bei einer bestimmten Frequenz ausmessen. Damit ist es sogar möglich, Induktivitäts- und Kapazitätswerte durch einfache Umrechnung aus den Bezeichnungen
zu errechnen (X = gemessener Wert, f = eingestellte Frequenz, π = 3,14, L in Henry, C in Farad). Ein Impedanzmeßgerät stellt somit in vieler Hinsicht eine wertvolle Hilfe für praxisbezogene Messungen dar.
Klaus Albrecht, Dipl.-Ing. (FH) - (geschrieben in 1983)
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Das RIM Z-Meßgerät ZM-6
Den Scheinwiderstand in den Griff bekommen
Das RIM Z-Meßgerät ZM-6 bietet dem Anwender die Möglichkeit, den Betrag der jeweils zu messenden Impedanz über einen Frequenzbereich von 30 Hz bis 33 kHz zu ermitteln. Hierbei kann es sich um ein fast beliebiges Netzwerk, bestehend aus Widerständen, Kondensatoren und Spulen, handeln. Daraus resultierend ergibt sich ein entsprechendes vielseitiges Einsatzgebiet.
Anwendung: Mit dem Z-Meßgerät ergeben sich folgende Einsatzmöglichkeiten:
- a) Impedanzmessungen an Übertrager, Verstärker-Ein- und -ausgängen, wobei auf gleichspannungsfreie Messung zu achten ist, d. h. wenn nicht vorhanden, so ist ein möglichst großer Koppelkondensator dazwischen zu schalten.
- b) Messungen aller Art an R-C-L-Netzwerken. Durch den Aufbau des Meßgerätes ist es möglich, festzustellen, bei welcher Frequenz der kapazitive bzw. induktive Anteil einer Impedanz zu wirken beginnt. Ist die Anzeige über einen größeren Frequenzbereich konstant, so zeigt dies die Wirkung allein des ohmschen Anteils und somit die Frequenzunabhängigkeit dieses Frequenzbereiches an.
- c) Lautsprechermessungen: Durch den 10-Q-Bereich ist es möglich, Messungen an Lautsprechersystemen über den gesamten Übertragungsbereich durchzuführen. Dabei ist die Linearität einer Lautsprecherbox festzustellen; steigt die Impedanz in einem gewissen Frequenzbereich, so zeigt dieses Verhalten eine Lücke im Übertragungsbereich an. Die Mitte dieses Fehlbereiches einer Lautsprecherbox ergibt sich aus dem maximal angezeigten Impedanzwert von der eingestellten Frequenz. Das Z-Meßgerät stellt somit eine wertvolle Hilfe beim Bau von Lautsprecherboxen sowie beim Aufstellen derselben und Einmessen der Raumeigenschaften dar.
- d) Widerstands-, Kapazitäts- und Induktivitätsmessungen: Wird nur eines der drei aufgeführten Elemente durchgemessen, so ist es möglich, ihren Wert zu ermitteln.
1. Widerstandsmessung:
Wird ein rein ohmscher Widerstand gemessen, so ist sein Wert direkt auf der Skala des Z-Meßgerä-tes abzulesen.
2. Kapazitätsmessung:
Wird ein Kondensator durchgemessen, so läßt sich sein Kapazitätswert folgendermaßen ermitteln: Formeln siehe weiter oben.
3. Induktivitätsmessung: Wird eine Spule durchgemessen, so ergibt sich ihre Induktivität wie folgt: Formeln siehe weiter oben.
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Technische Daten:
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- Frequenzgenerator:
Bereich x1 : 30 Hz ...330 Hz
Bereich x 10 : 300 Hz ...3,3 kHz
Bereich x 100 : 3 kHz ... 33 kHz - in Stellung P: Calibration u. Batterietest,
- Ausgangsspannung 80 mV
- Meßbereiche: 10Ω / 100Ω / 10kΩ / 100kΩ (Endausschlag)
- Belastung des Meßobjektes: max. 1 mW
- Anzeigeinstrument: 100uA
- Genauigkeit: Z-Wert: ±3%, Frequenz: ±5%
- Stromversorgung: intern 2x9 V, extern 18 ... 24V
- Stromaufnahme: ca. 30 mA
- Abmessungen: 150x80x75 mm (Tx Bx H)
- Gewicht: ca. 420 g
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Preise in 1983 (in DM)
Kpl. Bausatz RIM-ZM6 Bestell-Nr. 01-20-020 - Preis DM 148.-
Bauplan RIM-ZM6 Bestell-Nr. 04-20-020 - Preis DM 5.-
betriebsfertiges Z-Meßgerät ZM6 Bestell-Nr. 02-20-020 - Preis DM 239.-
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