Glossar

WBT-Doppeltorxschraubsystem

(nur WBT Kabelschuhe und Bananenstecker WBT-0645) Die Crimpkäfige dieser Kabelverbinder sind mit je zwei hintereinander angeordneten Torx-Schrauben ausgestattet, so dass die Verbindung doppelt verschraubt werden kann. Das Ergebnis ist eine sehr zugfeste und elektrisch sichere Verbindung mit geringstem Übergangswiderstand.

Wellenwiderstand

Wer je auf seinem Fernsehschirm ein Bild mit doppelten Konturen (Geisterbild) gesehen hat, auf Grund von fehlenden Abschlusswiderständen einer ISDN-Telefon- oder Datenleitung keine Verbindung zustande gebracht hat oder vor einer zerstörten Mikrowelle gestanden hat, in die er ungeeignetes Geschirr gestellt hatte ist Zeuge von Fehlanpassungen geworden. Es sind Fehlanpassungen von Wellenwiderständen, die die Ursache von (zer)störenden Reflektionen sind. Hierbei handelt es sich nicht (nur) um die sogenannte Leistungsanpassung zwischen einem Generator und einem Verbraucher, die erforderlich ist, um maximale Leistung von der Quelle abgeben zu können, sondern um die Anpassungen einer laufzeitbehafteten Verbindungsleitung an die Quelle auf der einen und die Last auf der anderen Seite, die verantwortlich sind für das Vermeiden von zeitlich aufgelösten Reflektionen. Da es kaum möglich ist, eine Leitung an jedem Ende an eine andere Impedanz (der Name für einen allgemeinen komplexen Widerstand) anzupassen, wird i. a. die vorgesehene Leitung mit ihrem Wellenwiderstand den Wert für die Quell- und Lastimpedanz vorgeben, der für reflektionsfreie ungestörte Signalübertragung nötig ist. Die Angabe des Wellenwiderstandes von Kabeln frequenzunabhängig in Ω weist darauf hin, dass i. a. das Modell bzw. die Näherung einer verlustarmen bzw. verlustfreien Anordnung zu Grunde liegt. Es kann aber nicht darüber hinwegtäuschen, dass es die reaktiven Anteile der Leitungsgeometrie (Induktivität und Kapazität) sind, die der Ausbreitung von Strom- und Spannungszuständen (den so genannten Wellen) Widerstand entgegenstellen. Deren Größen sind im Wesentlichen durch die Geometrie bestimmt, ohm'scher Schleifenwiderstand und Isolationsverluste sind für reale Audio-Leitungen i. a. vernachlässigbar. Da aber die Geometrie der Cinchverbindung, die ja Bestandteil einer Leitung ist, in ihrer zentralsymmetrischen 'Ur'-Form bestenfalls Wellenwiderstände zwischen 15 Ω und 45 Ω realisierbar macht, musste die Vollmetallform unter Beibehaltung der geometrischen Abmessungen zu eine bifilaren Anordnung aufgelöst werden, um mit 75 Ω Wellenwiderstand reflektionsfrei an entsprechenden gängigen Kabeln betrieben werden zu können. Wellenwiderstand (in Formeln) Um dem Prinzip nur kein Stecker ist ein guter Stecker gerecht zu werden sollte jede Signalverbindung so hergestellt werden, dass Quelle ↔ Verbindungselemente ↔ Leitung ↔ Verbindungselemente ↔ Senke
alle die gleiche (charakteristische) Impedanz (die i. a. komplexe Form eines Widerstands) aufweisen. Die Kleinsignalverbindungen von Audioanlagen z. B. zwischen Signalquelle und Verstärkereingang eignen sich am ehesten dazu, einen Versuch in diese Richtung zu unternehmen, da aus der verwandten Breitbandmesstechnik entsprechende Verbindungen durchaus bekannt sind, d. h. man verfügt über erprobte Leitungsgeometrien mit definierten Wellenwiderstandswerten (50 Ω, 75 Ω, )  siehe hierzu Skizze Der Wellenwiderstand einer elektrischen Topologie - im hier betrachteten Fall der eines elektrischen Leitungselements - wird wie jeder andere Widerstand, ob komplex- oder reellwertig, numerisch in Ohm gemessen bzw. angegeben. Damit ist seine Gemeinsamkeit mit der Bewertung gewöhnlicher, diskreter elektrischer Bauelemente aber auch erschöpft. Immer dann, wenn bei der Betrachtung einer elektrischen Anordnung die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Spannungs- bzw. Stromzuständen innerhalb der Topologie eine Rolle spielt, müssen die Phänomene der Wellenausbreitung berücksichtigt werden. Dabei spielt es keine Rolle, ob es sich um Überlandleitungen, Datenleitungen, Microstripleitungen oder HiFi-Verbindungen handelt. Man kann sich dem Verständnis des Wellenwiderstands, soweit es in diesem Zusammenhang nötig ist, auf unterschiedliche Weisen nähern, z. B. auch der physikalisch phänomenologischen.
Damit lässt sich der Sachverhalt wie folgt beschreiben (s. Bild 1):
Legt man eine Spannung Ua am Anfang a-a' einer Leitungselements  (Koax, Twisted pair, Stecker...) an,   dann wird ein Strom Ia – definiert durch den Wellenwiderstand! - in diese Anordnung hineinfließen, unabhängig davon, ob das Ende e-e' offen, kurzgeschlossen oder mit einer beliebigen Impedanz Ze verbunden ist. Erst nach einer gewissen 'Lauf'-Zeit tl (z. B. 1 bis 2ns bei 30cm -der sogen. 'Lichtfuß'- Verbindungslänge) erreicht die Eingangs-Zustandsänderung (unverändert bei verlustfreier Leitung) das Ende e-e'. Wenn dort eine dem Wellenwiderstand entsprechende Impedanz Ze=Ua/Ia angeschlossen ist, ist die Welt in Ordnung, der Strom Ia kann als Ie abfließen, d.h. die Signale am Ende der Leitung sind identisch mit denen am Anfang eingespeisten. In allen anderen Fällen, wird am Ende e-e' der Leitung ein Korrektursignal in Richtung a-a' erzeugt. Dieses 'reflektierte' Signal trifft dann nach Ablauf einer weiteren Zeit tl an a-a' ein und überlagert sich dort dem dann eingespeisten Quellsignal. Diese Sichtweise bietet gerade auch für das hier im Vordergrund stehende Problem, nämlich das Einfügen einer Steckverbindung, eine eingängige Erklärungsmöglichkeit für die Notwendigkeit, der Steckverbindung über einen möglichst breiten, auch weit über den hörbaren Bereich hinausgehenden, Frequenzbereich einen konstanten und an den Wellenwiderstand (surge oder characteristic impedance)  - z. B. 75 Ω - gängiger Leitungen angepassten Wert zu geben:
Jede Fehlanpassung (ZStecker ≠ ZLeitung), auch eine am Leitungsanfang,  würde, wie oben dargelegt, zu Mehrfachreflektionen an beiden Steckerseiten führen, die zu (vielleicht nicht messbaren) aber hörbaren Störspannungen führen. Die Angabe des Wellenwiderstandes von Kabeln frequenzunabhängig in Ω weist darauf hin, dass i. a. das Modell bzw. die Näherung einer verlustarmen bzw. verlustfreien Anordnung zu Grunde liegt. Es kann aber nicht darüber hinwegtäuschen, dass es die reaktiven Anteile der Topologie (Induktivität und Kapazität) sind, die der Einströmung Widerstand entgegenstellen. Deren Größen sind im Wesentlichen durch die Geometrie bestimmt, ohm'scher Schleifenwiderstand und Isolationsverluste sind für reale Leitungen i. a. vernachlässigbar.