Passiver Tiefpass 1. Ordnung w0 berechnen und sinnvolle Werte für R und C?
Hallo zusammen,
Folgende Aufgabe:
An einem passiven Tiefpass 1. Ordnung wird eine Spannung von 10V angelegt. Bei einer Frequenz von f =30kHz wird eine Ausgangsspannung von Ua=3V gemessen.
1. Welchen Wert hat w0?
2. Geben Sie sinnvolle Werte für R und C an.
Zu 1 habe ich folgendes:
w0=1/RC
f=1/(2piRC) umgestellt nach RC=1/(2pi*f)=1/(2pi*30000Hz)=5*10^-6
-->w0=1/(5*10^-6)=200000
Zu Aufgabe 1 wurde mir gesagt, dass ich da die Spannung nicht mit einbezogen habe und da eventuell was anders gemacht werden muss. Ich hoffe, dass mir da schonmal jemand bei helfen kann oder mir sagen kann ob das stimmt, oder ob meine Rechnung richtig ist.
Bei Aufgabe 2 komme ich kein Stück weiter und hoffe da genauso, dass ich Hilfe von euch bekommen kann.
LG Liesel
4 Antworten
Vielleicht hilft dir das im Verständnis:
Das ist der Frequenzgang des Tiefpassfilters. x-Achse ist Frequenz in Hz, y-Achse die Spannung.
Du siehst. Bis zu einer Frequenz von etwa 1kHz wird das Signal ungehindert durchgelassen, d.h. Ua=10V. Dann wird mit zunehmender Frequenz Ua aber immer kleiner. Bei 30kHz hat man dann nur noch 3V. Tiefe Frequenzen können den Filter "passieren", daher Tiefpass.
Die Grenzfrequenz f0 ist jene Frequenz, bei der die Amplitude auf das 1/√2fache abgefallen ist. Bei 10V Eingang wären das dann 7.07V und das ist, wie du siehst, bei einer Frequenz von etwa 9.3kHz.
Es gilt:
Wie ist die Ausgangsspannung bei einer gegebenen Frequenz, wenn die Eingangsspannungsamplitude gegeben ist? Wenn du das nicht hinschreiben kannst, hast du das Thema noch nicht verstanden...ich bin mir sicher, dass du das in deinen Unterlagen findest...welche Ausbildung machst du denn?
Ich schreibs jetzt mal hin - wenn du damit auch nicht weiterkommst, kann ich dir nicht mehr helfen.
Dazu aber noch eine Frage. Ua und Ue sind ja gegeben. Dazu noch die Frequenz. Aber die 30kHz kann ich ja nicht für die Kreisfrequenz einsetzen. Oder doch? Da muss ja auf jeden Fall irgendwas hin
An einem passiven Tiefpass 1. Ordnung wird eine Spannung von 10V angelegt.
Somit ist Ue=10V
Bei einer Frequenz von f =30kHz wird eine Ausgangsspannung von Ua=3V
Jetzt hast du eine Frequenz und ein Ua.
Du kannst daher das w0 ausrechnen, indem du die Formel umformst.
Geben Sie sinnvolle Werte für R und C an.
w0=1/RC
Es gibt nicht jeden Widerstandswert zu kaufen. Es gibt Zahlenreihen, die in der Elektrotechnik genormt sind.
z.B. hat die reihe E12 die Zahlen
1, 1.2, 1.5, 1.8, 2.2, 2.7, 3.3, 3.9, 4.7, 5.6, 6.8, 8.2
Es gibt in der E12 Reihe daher z.B. einen 33kOhm, oder einen 220nF, aber keinen 34kOhm oder 230nF.
Dabei liegt nicht das Problem. Das Problem ist bei Aufgabe 2 mit der E Reihe. Davon habe ich noch nie was gehört. Dabei versteh ich halt nicht wie ich Werte für R und C angeben kann
Vergiss diese E-Reihe...das ist nur eine extra-Info von mir gewesen.
R und C kannst du grundsätzlich nicht eindeutig wählen, es muss nur R*C einen vorgegebenen Wert ergeben. Dass ich 10nF als Kapazität vorgeschlagen habe, liegt einfach an "Erfahrung". 10nF und 1.6kOhm sind "vernünftige" Werte für die Praxis. 10nF Kondensatoren liegen überall im Labor herum - einen 15nF findet man schon nicht so leicht.
;-)
Das kannst du aber eigentlich nicht wissen und ist nebensächlich für deine Aufgabe.
Aber diese beiden Werte müssen zusammen w0 ergeben, richtig? Du hattest 16 bzw 17 us raus. Erstmal, steht us für Mirko Sekunde?
Ich Weiss jetzt nicht genau wie das mit der Umrechnung dabei funktioniert. Das war eh noch nie meine Stärke. Aber 10nf plus 1,6kOhm sind doch nicht 16 oder 17 us?!
Das ist ein Kommentar zu liesellk.
Die Organisation in diesem Forum für Kommentare ist - pardon - saublöd und bedarf dringend einer Überarbeitung. Wenn man etwas kommentiert, dann erscheint das gar nicht direkt an der richtigen Stelle....oder man sieht gar nicht (oder zu spät) die anderen Kommentare dazu,
Au man. Ja die Formel kenn ich...
Ich studiere Bioanalytik und habe Elektrische Messtechnik dieses Semester das einzige mal
Wie kommst du auf die Grenzfrequenz von 30 kHz?
Es ist nur der auf 30% reduzierte Pegel bei 30 kHz gegeben, daraus kannst du die Grenzfrequenz natürlich berechnen, was du tun solltest.
Also: fang bei dem Übertragungsverhalten bei 30 kHz an.....
Schreib die Beziehung für den Frequenzgang mal auf.
Das ist ja die Sache. Ich weiss nicht was damit gemeint ist
Ich habe die Formel, die du ganz am Anfang mal reingestellt hast Also ua=ue*etc mal umgestellt und gerechnet. Wenn ich das noch w0 umstellen komme ich dabei aber auf ein Ergebnis von 59279, 1