Basics: Leitungswiderstand vs. Wellenwiderstand

Neulich kam in einer Diskussion die Frage auf, ob wohl ein DMX-Kabel zur Übertragung von Audiosignalen geeignet sei. Dies war der Anstoß für diesen Artikel.

Leitungswiderstand

 

Der Leitungswiderstand eines Elektrokabels entspricht dem ohmschen Widerstand jener Leitung und ist somit relevant für Gleich- und Wechselstrom. Er ist abhängig von Leiterquerschnitt, Leiterlänge sowie dem sog. spezifischen Widerstand. Der spezifische Widerstand ρ ist eine temperaturabhängige Materialkonstante. Für Kupfer wird dieser bei 20°C mit

 

 

 

angegeben.

 

Die Berechnungsformel für den Leitungswiderstand lautet wie folgt:

 

 

 

 

wobei ρ den spezifischen Widerstand, l die Leiterlänge und A den Leiterquerschnitt bezeichnet.

 

Wellenwiderstand

 

Der Wellenwiderstand ist, wie der Name schon vermuten lässt, der Widerstand, den ein Leiter einer elektromagnetischen Welle entgegenbringt. Er ist also nur für Wechselstrom interessant, und hier speziell für hochfrequente Signale. Im niederfrequenten Bereich, wie beispielsweise bei Audio (max. 22kHz) spielt der Wellenwiderstand praktisch keine Rolle. Bei hochfrequenten Signalen, wie digitaler Audioübertragung (AES-3) oder digitale Steuerdaten (DMX, ca. 125kHz), ist dieser jedoch von großer Wichtigkeit. Der Wellenwiderstand sorgt nämlich dafür, dass am Leitungsende keine Signalreflexionen entstehen, die die Übertragung empfindlich stören können.

 

Für den Wellenwiderstand sind die sog. Leitungsbeläge entscheidend. Der Wellenwiderstand verändert sich nicht mit der Leitungslänge.

 

Den Wellenwiderstand kann man mit folgender Formel berechnen:

 

 

 

 

Für das tiefere Verständnis des Wellenwiderstands empfehle ich diesen Artikel von elektronik-magazin.de.

 

Fazit/Praktische Anwendung

 

Es ist wichtig, eine Unterscheidung zwischen Leitungswiderstand und Wellenwiderstand zu treffen. Möchte man analoge Audiosignale übertragen, spielt der Wellenwiderstand hierbei keine Rolle, auch nicht bei größeren Leitungslängen. Möchte man allerdings digitale Signale, wie DMX oder auch AES-3 (AES/EBU) übertragen, sollte der Wellenwiderstand eingehalten werden, den die jeweilige Protokollspezifikation vorgibt (in diesen Fällen 110Ω).

 

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