Tiefpass - Elektrotechnik?
Ich muss ein Vortrag über den tiefpass in der Elektrotechnik halten. Könnte mir jemand das Thema näher erklären?
1 Antwort
Ein Tiefpass filter in der Elektrotechnik ist eine Schaltung, welcher Wechselströme nur mit einer tiefen Frequenz durchlassen soll. Man unterscheidet dabei von einem Passiven und einem Aktiven Filter. Ein Aktiver Tiefpassfilter währe im Prinzip ein Tiefpassfilter mit zusätzlichem verstärkendem Element um die Amplitude der Sinusschwingung zu erhöhen. Ein Passiver Filter hat dies nicht und besteht eben nur aus dem Filter an sich.
Elektrotechnisch lässt sich ein Tiefpass sowohl mit einer Induktivität (Spule) als auch einer Kapazität (Kondensator) realisieren. Ein Tiefpass mit einem Kondensator lässt sich mit einem sogenannten RC Glied realisieren und ein Tiefpass mit einer Induktivität mit einem RL Glied.
Bei einem RC Glied wird Ein Widerstand in Reihe und ein Kondensator Parallel zum Abgriff verschaltet. Der Kapazitive Blindwiderstand verhält sich dabei Antiproportional zur Frequenz. Der Kapazitive Blindwiderstand singt je höher die Frequenz ist, während der Blindwiderstand steigt, wenn die Frequenz tief ist.
An dem Kondensator fällt also eine höhere Teilspannung in der Schaltung ab, der Blindwiderstand ist dann so hoch, sodass der Wirkwiderstand überflüssig ist und fast die gesamte Eingangsspannung am Kondensator anliegt. wenn die Frequenz sehr niedrig ist so filtert der RC Tiefpassfilter die Tiefen Frequenzen aus dem Spektrum heraus.
Die Grenzfrequenz fg wird durch die Kapazität des Kondensators C und dem Widerstand R bestimmt. Soviel zur Theorie. Selbstverständlich gibt es wie immer eine Formel für die Berechnung der größen:
Die Grenzfrequenz fg errechnet sich durch den Kehrwert der Multiplikation des Widerstandes R, dem Kondensator und 2*pi, wenn es sich um eine Sinnusförmige Spannung/ um ein Sinusförmiges Signal handelt.
In einem Tiefpass mit einem RL Glied wird der Widerstand Parallel zum Ausgang und die Induktivität also die Spule in Reihe zum Ausgang geschaltet. Eine Spule verhält sich ähnlich wie der Kondensator was dem Blindwiderstand angeht nur umgekehrt. Bei tiefen Frequenzen ist der Blindwiderstand sehr klein und bei hohen Frequenzen ist er sehr hoch. Bei tiefen Frequenzen liegt damit die gesamte Spannung am Widerstand an und umgekehrt bei hohen Frequenzen ist der Blindwiderstand sehr hoch und die Spannung liegt an der Spule an.
Auch hier haben wir folgende Formel für die Grenzfrequenz:
Die Grenzfrequenz errechnet sich indem man die Funktion 2*pi für die Sinusförmige Eingangsgröße mit der Induktivität L Multiplitiert und das Ergebnis durch den Widerstand dividiert.
Das ist ein einfacher Tiefpass mit einem RC und einem RL Glied. Im Prinzip nichts besonders wildes.
