Sinn und Zweck von hochohmigen Instrumenteneingängen

von chris_kah, 22.01.10.

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  1. chris_kah

    chris_kah HCA PA- und E-Technik HCA

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    Erstellt: 22.01.10   #1
    Immer wieder ist von hochohmigen Eingängen die Rede, vor allem bei Instrumentenverstärkern.
    Manche Recording Interfaces haben gesonderte Instrumenteneingänge für Gitarre neben Line Eingängen. Und manche aktive DI ist hochohmig ausgelegt. Was hat es damit nun auf sich?

    Es gibt 2 Arten von Tonabnehmern, die einen hochohmigen Abschluß benötigen und das jeweils aus unterschiedlichen Gründen:

    • Magnetische Pickups von E-Gitarren und Bässen.
    • Piezo Pickups.

    Magnetische Pickups stellen einen Resonanzkreis aus Spuleninduktivität, Wicklungs- und Kabelkapazität sowie Parallelwiderstand (evtl. Lautstärkepoti und Verstärkereingangsimpedanz) dar. In der Verschaltung bilden sie einen Tiefpaß mit deutlicher Resonanzüberhöhung. Diese Resonanz ist in Überhöhung und Frequenz für den Klang des Instruments wesentlich verantwortlich. Die schwingende Saite verändert den Magnetkreis aus Permanentmagnet, Luftspalt und Feld durch die Saite, so daß sich das Magnetfeld in der Spule ändert und damit eine Spannung in der Spule induziert. Ein niedriger Parallelwiderstand dämpft diese Resonanzüberhöhung, manchmal sogar völlig. Daraus resultiert dann ein matter, muffeliger Klag ohne die brillianten oder glockigen Höhen. Ich habe eine Simulation über mehrere Abschlußwiderstände bei einem typischen Humbucker eingebunden. Die Kuven sind für:
    10k-grün 50k-blau 100k-orange 250k-türkis 1M-violett

    FG_MagnPickup.GIF

    Man sieht deutlich wie ein niedriger Eingangswiderstand die Resonanz dämpft.
    Eine sehr gute Beschreibung dazu gibt es von Helmuth Lemme http://www.gitarrenelektronik.de/ . Daher möchte ich mir weitere Details sparen und dorthin verweisen.

    Piezo Pickups bestehen aus einem Piezokristall, der abhängig von Druckschwankungen eine Spannung erzeugt. Als Erstzschaltung läßt sich in erster Näherung eine Stromquelle mit parallel geschaltetem Kondensator sowie Serienresonanzkreis angeben. Der Kondensator ist in der Anwendung dominant,der Resonanzkreis spielt in der Regel erst bei Frequenzen oberhalb des hörbaren Bereichs eine Rolle. Dieser Parallel-Kondensator hat einen Wert von einige nF, abhängig vom individuellen Abnehmer. Ich habe Werte von 800 pF bis 30 nF gefunden.

    Der Reihenkondensator bildet mit dem Abschlußwiderstand einen Hochpaß. Eine Kabelkapazität bildet mit dem Innenwiderstand des Piezo Elements einen Tiefpaß. Ein Abschlußwiderstand von 10 kOhm bildet bei meiner Beispielsimulation einen Hochpaß von etwa 1 KHz, das heißt zu tieferen Frequenzen wird das Signal immer stärker gedämpft, und da liegen überhaupt die Grundtöne der Gitarre. Die Kuven der Simulation sind für:
    10k-grün 50k-blau 100k-orange 250k-türkis 1M-violett

    FG_PiezoPickup.GIF

    Das ist der Grund warum Piezo Abnehmer an normalen Line Eingängen dünn klingen. Bei längeren Kabeln können sie auch blechern klingen, da kommt zu einer Dämpfung der tiefen Töne auch noch eine Dämpfung der hohen Töne, die man bei der Simulation auf der rechten Seite schon andeutungsweise sieht (dort noch unerheblich, da weit über 20 kHz), so daß nur noch die Mitten übrig bleiben.

    Was also tun mit diesen Tonabnehmern?
    Am besten sind Instrumente mit eingebautem Vorverstärker. Diese Verstärker sind von ihrer Eingangsimpedanz auf ihre Quellen angepaßt. Gelegentlich kompensieren sie zusätzlich unvorteilhafte Frequenzgänge des Abnehmers. Meist haben sie auch noch eine komfortable Klangregelung mit eingebaut. Sie haben eine niedrige Ausgangsimpedanz, so daß das Signal auch bei langen Kabeln störungsarm übertragen wird und recht unabhängig vom verwendeten Eingang ist.

    Wenn das nicht möglich ist, sollte man das Instrument mit einem möglichst kurzen Kabel an einen (Vor-)Verstärker anschließen, der einen hochohmigen Eingang hat.

    Bei DI Boxen aktive Versionen mit hoher Eingangsimpedanz verwenden und das Instrument mit einem möglichst kurzen Kabel an die DI Box anschließen. Das Kabel hinter der DI Box kann dann fast beliebig lang sein.

    Kurze Kabel zu einem hochohmigen Eingang sind von Vorteil. Bei einem hochohmigen Eingang reicht ein kleines Übersprechen (eine kleine Ladungsverschieung) aus, um einen nennenswerten Spannungshub zu erzeugen, was sich als deutliches Störsignal äußert. Und bei einem kurzen Kabel ist die kapazitive Belastung geringer.

    Ein aktives Instrument an einen hochohmigen Eingang anzuschließen ist übrigens völlig unproblematisch. Daher sind Instrumente mit eingebauter Elektronik universeller.

    Das war mein Beitrag zum Verständnis. Wer der Theorie nicht folgen konnte, kann sich ja einfach an die Praxistips halten.

    Gruß
    Christoph





    Hand Bilder heilend aufgelegt ... hack_meck
     
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  2. Loco Mars

    Loco Mars Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 27.06.11   #2
    Hallo Christoph,

    ich habe an meinem Interface (Presonus Firestudio Project) einen hochohmigen Instrumenteneingang. Ich nehme damit meine E-Gitarre (Les Paul mit Humbuckern) auf. Würdest du dazu raten eine DI-Box zwischenzuschalten, oder meinst du ein kurzes Kabel müßte für eine gute Signalqualität ausreichen?
    Vielen Dank!

    Mfg Mars
     
  3. Mysterion

    Mysterion Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 27.06.11   #3
    Ich glaube, das hast du in den falschen Hals gekriegt: der hochohmige Hi-Z-Eingang ist explizit dazu da, daß man Gitarre oder Bass direkt dort anschließen kann- eben, damit man KEINE DI-Box oder sonstwas braucht.
     
  4. CrazyKangaroo

    CrazyKangaroo Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 05.08.12   #4
    Danke für den Beitrag, bringt schonmal etwas Licht in die Sache.
    Zu meinem Fall:
    Ich habe in meine Western einen passiven Fishman Neo-D-Tonabnemher eingebaut. Die Gitarre schließe ich momentan direkt an die PA an, das funktioniert soweit zwar,
    aber der Pegel ist sehr gering und der Sound könnte auch etwas druckvoller sein.
    Jetzt ist mir nicht ganz klar, ob eine aktive DI-Box das schon regeln würde oder ob ich einen Vorverstärker brauche?
     
  5. Norbert

    Norbert HCA Bass Amps/Elektronik HCA

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    Erstellt: 30.08.12   #5
    ..eine aktive D.I. Box hat ja i.d.R einen hochohmigen Preamp und symmetriert das dann niederohmige Signal für den langen Leistungsweg zum Mixer.
    Klar, wenn Du einen passiven Tonabnehmer an einen (nicht hochohmigen) Instrumenteneingang anschließt, "bricht" ja die Spanung je nach Innenwiderstand der PU's mehr oder etwas weniger zusammen durch die niederohmige Belastung des Eingangs.
    Deshalb ja der hochohmige Eingang: Das Signal wird nicht so sehr bedämpft und kommt "frischer" und "luftiger" i.d.R. auch mit feineren Höhen im Preamp an.
    Ob der nun in einer D.I. Box sitzt oder in einem extra Preamp oder im hi-Z- inputeines Topteils ist dabei egal
     
  6. CrazyKangaroo

    CrazyKangaroo Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 31.08.12   #6
    Danke für die Antwort, ich habe mir mittlerweile den Behringer V-Tone Acoustic ADI21 gekauft, damit klappts prima, hat ja auch einen DI-Eingang.
     
  7. JRG22890

    JRG22890 Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 21.01.13   #7
    Meint ihr, dass man ein Keyboard und einen Synthesizer (Casio WK 3800 und Korg PS 60) auch an einen solchen hochohmigen Eingang anschließen kann? Kenne mich da mit den Frequenzen nicht ganz so aus. Ich lese auch oft etwas von "Instrumenteneingängen/Gitarre/Bass", aber nie von Keyboard oder Synthesizer. Braucht man hierfür einen gesonderten Klinkeneingang am Interface oder würde es reichen, wenn man ein Mischpult zwischen Instrumenten-Gitarren-Eingang und Keyboard anschließt?
     
  8. Norbert

    Norbert HCA Bass Amps/Elektronik HCA

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    Erstellt: 21.01.13   #8
    zu 1.: Frequenzen und Impedanzen sind 2 völlig unterschiedliche Dinge: das zu erklären würde hier zu weit führen.
    Frequenzen: = akustische Größe, niedrige Frequenzen empfiundet man als tiefere, hohe Frequenzen als hohe Töne.
    Impdanz/Widerstand: elektrischer Meßwert; Betrachtung ist wichtig zur Anpassung von Geräten. Fehlanpassung hat zumindest Leistungsverlust oder Reflexionen zur Folge, in einzelnen Fällen könne auch Schäden auftreten.
    In manchen Fällen, bei der Anpassung von z.B. hochohmigen Instrumenen (Akustik-Git, Piezo-TA, passiver Baß) an niederohmigen Eingängen "passiert zwar elektrisch nichts, aber das Signal wird zu sehr gedämpft und die Höhen könne darunter leiden.
    -das alles jetzt nur global erklärt -

    zu 2.: in DEINEM Fall brauchst Du Dir keine Gedanken machen. Ein Sythesizer, Keyboard usw. hat eigentlich immer einen niederohmigen Ausgang, der lange Leitungen und Endstufen direkt treiben kann.
    Ob nun der Instrumenteneingang hochohmig oder niederohmig ist spielt in der Praxis keine Rolle - d.h. hat keine Auswirkungen auf den Klang)

    Niederohmige Instrumente (kb, synth, E-Piano, bzw. auch die Ausgänge der meisten Effektgeräte) können sowohl an nieder als auch hochohmige Eingänge angeschlossen werden.
    Hochohmige Instrumente/Ausgänge sollten zweckmäßigerweise nur an hochohmige Eingänge angeschlossen werden.

    Ein Mischpult mach zwischen keyboard und Instrumenten-Input nur einen Sinn, wenn dessen Klangregelung nicht ausreicht, oder der Amp so weit weg steht, daß Du dessen Input- oder Master-Regler nicht mehr erreichen kannst.
    Pegel hat ein Keyboard sicher genug um jeden normalen Preamp vernünftig anzusteuern. Ansonsten gilt: je weniger Amp-Stufen in einer Signalkette liegen, desto weniger wird der Klang beeinflußt. Viel Kleinvieh macht auch Mist..
     
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  9. KlausG

    KlausG Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 21.01.13   #9
    Dafür nimmt man die Line-Eingänge, diese sind für höhere Pegel ausgelegt.

    Gruß
    Klaus
     
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  10. JRG22890

    JRG22890 Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 08.02.13   #10
    Hi, danke noch mal für die Hilfe; hat mich in meiner Entscheidungsfindung ganz gut weiter gebracht.
    Habe mir jetzt nach aufwändiger Suche das Focusrite Scarlett 2i2 zugelegt, mit welchem man die beiden Kombibuxen im Eingang von XLR/Instrumenteneingang auf Klinke umschalten kann. Klangqualität ist hervorragend. Es hat eine nicht spürbare Latenz und hat nahezu kein rauschen auf der Aufnahme. Das leise (wirklich extrem leise) Rauschen kann auch vom Mikrofon kommen, da das kein gutes war. Habe dieses Rauschen auch nicht auf allen Aufnahmen. Die Investition hat sich SEHR GELOHNT!
     
  11. rbschu

    rbschu Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 01.01.14   #11
    Das war/ist ein sehr hilfreicher Beitrag. Vor allen Dingen, weil man aus den Grafiken den Einfluss verschiedener (Eingangs-)Widerstände sehen kann Ich für meinen Teil nehme mit, dass eine Impedanz von 1 M Ohm ein anzustrebender Wert ist. Danke für dieses technische/elektronische Detail.
     
  12. chris_kah

    chris_kah Threadersteller HCA PA- und E-Technik HCA

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    Erstellt: 01.01.14   #12
    Das ist ja lustig, da landet doch mein fast 4 Jahre alter Thread auf der Titelseite. Ein gutes Neues!
    Christoph
     
  13. EDE-WOLF

    EDE-WOLF HCA Bass/PA/Boxenbau HCA

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    Erstellt: 01.01.14   #13
    Eine Anmerkung zum Ausgangspost:

    Ich kenn eigentlich kaum klampfen mit passiven piezoabnehmern. Will sagen, oft ist ne Pufferschaltung + X dazwischen...

    ich denke man kann noch einen verallgemeinerten satz dazu schreiben:

    "Jedes Instrument was net Batterie drin hat, hat tendenziell einen niederohmigen ausgang und damit ists dann nahezu wurst ob 10k oder 1M..."
     
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