Hoch- & Tiefpass Flashcards
Was ist die Grenzfrequenz eines Hochpass / Tiefpass?
Definitionsgemäß ist ein Tiefpass-Filter bis zur Grenzfrequenz durchlässig, danach sperrt es, umgekehrt bei einem Hochpass.
Welche Verbesserung bringt die Ergänzung eines RC Gliedes um eine Spule?
Wird aus R, L, und C eine frequenzabhängige Stufe aufgebaut, kann die Filterwirkung verbessert werden. Allerdings müssen sich die Wirkungen ergänzen, es muss auf die richtige Verschaltung geachtet werden.
Ergebnis: Hoch- und Tiefpass 2. Ordnung.
Welche Möglichkeiten gibt es, um einen Schwingkreis aufzubauen?
Parallelschwingkreis
Serienschwingkreis
Wie ist das Widerstandsverhalten eines Parallelschwingkreises bei variabler Frequenz?
Sehr tiefe Frequenzen gehen durch den Parallelschwingkreis, weil die dort verbaute Spule bei niedrigen Frequenzen einen kleinen Widerstand (bzw. geringen Blindwiderstand) besitzt. Bei hohen Frequenzen wird der Kondensator leitend, sein Blindwiderstand ist umgekehrt proportional zur Frequenz. Bei der Resonanzfrequenz f0 des Schwingkreises ist sein Widerstand maximal. Im Idealfall ist er unendlich und fällt links und rechts von f0 schnell auf niedrige Werte.
Was ist ein Bandpass bzw. eine Bandsperre?
Wie kann man diese mit Hoch- und Tiefpass aufbauen? Welche Möglichkeiten gibt es noch?
Eine geeignete Verschaltung von Hoch- und Tiefpass kann einen Bandpass oder eine Bandsperre ergeben.
Alternativ kann die Funktion auch mit Hilfe eines Schwingkreises erhalten werden.
Bei welchen technischen Problemen kann man einen Bandpass oder eine Bandsperre sinnvoll einsetzen?
Ein Bandfilter wird bspw. bei allen Telefonanbietern angewendet, um das einzelne Gespräch aus einer Reihe von parallel, in Form eines Frequenzmultiplex übertragenen Telefonaten herauszufiltern.
Eine Bandsperre kann bspw. das 50 Hz Brummen aus einer Verstärkerkette filtern, oder eine Rückkopplung unterdrücken.
Wie wird die Güte eines Bandfilters bestimmt?
Ausgehend vom Spannungswert Umax bei der Resonanzfrequenz f0 werden die Kurvenpunkte gesucht, bei denen der Wert auf Umax/√2 abgefallen ist. Für diese Punkte werden die Frequenzen ermittelt und als untere bzw. obere Grenzfrequenz fu bzw. fo festgehalten.
Die Bandbreite B ist die Differenz aus fu und. fo .
Die Qualität eines Filters ist definiert als Güte Q, sie berechnet sich als Quotient aus Resonanzfrequenz und Bandbreite.
Ein RC Glied kann bei entsprechender Verschaltung einen Hoch- oder einen Tiefpass darstellen. Welchen Nutzen kann man aus einem RC Glied noch ziehen?
Man kann eine Gleichstrom-Entkopplungsstufe aufbauen. Der Aufbau ähnelt dem eines RC Hochpass. Der Kondensator wird dann auch Koppelkondensator genannt.
Wie kann man den Gleichspannungsanteil zwischen zwei elektrischen Verstärkerstufen entkoppeln? Was ist bei der Dimensionierung der Bauteile zu beachten?
Bsp. Audioübertragung: wird der Kondensator ausreichend groß gewählt, dann lieht die Grenzfrequenz des Hochpass in der Größenordnung von eineigen Hz. Damit kommen alle im Tonbereich relevanten Frequenzen von 20 Hz - 20 kHz durch den Koppelkondensator.
Das Bauteil hat keinen Einfluss auf den Übertragungsbereich, Gleichspannungen werden aber zuverlässig entkoppelt.
