Tiefpass
Ein
Tiefpass ist eine elektrische
Filterschaltung, die nur tiefe Frequenzen passieren lässt. Das Bild zeigt den grundsätzlichen Aufbau aus einem Kondensator C und einem Widerstand R.
Von der Eingangsspannung U
e erscheint am Ausgang gemäß der Spannungsteilerformel nur der Anteil U
a:
- Ua = Ue · RC / (RC + R) .
Unter der
Grenzfrequenz f
G versteht man diejenige Frequenz, bei der U
a = U
e/2 (d.h. U
a gegenüber U
e um 3
Dezibel abgeschwächt) ist. Da R
C mit steigender Frequenz kleiner wird,
- RC = 1 / (j ω C) mit ω = 2 π f ,
geht das Teilungsverhältnis mit sinkender Frequenz gegen 1, für Gleichspannung (Frequenz f=0) wird U
a = U
e.
Einen verbesserten Tiefpass erhält man, indem man R durch eine Induktivität L ersetzt, da diese ihrerseits eine - und zwar zum Kondensator gegenläufige - Frequenzabhängigkeit besitzt:
- RL = j ω L mit ω = 2 π f .
Damit fällt die Ausgangsspannung U
a oberhalb von f
G schneller ab, da nun in
- Ua = Ue · RC/(RC + RL)
nicht nur R
C kleiner sondern zugleich R
L größer wird.
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