Tiefpass

Der Tiefpass gehört zu den sogenannten Siebschaltungen.
Unter einem Tiefpass versteht man eine Siebschaltung, die tiefe Frequenzen, passieren lässt und hohe Frequenzen sperrt.
Zu den Frequenzen, die der Tiefpass passieren lässt gehört auch die Gleichspannung. Mathematisch gesehen könnte man eine Gleichspannung auch als Wechselspannung mit der Frequenz 0 beschreiben.
Ein Tiefpass filtert also auch eine Gleichspannung sehr gut aus.

Wo wird ein Tiefpass angewendet

In der Schaltungstechnik hat der Tiefpass verschiedene Anwendungsgebiete.
In der Nachrichtentechnik wird ein Tiefpass beispielsweise eingesetzt, um tiefe Frequenzen aus einem Musiksignal herauszufiltern.
Lautsprecherboxen haben normalerweise mindestens einen Hochtöner und einen Tieftöner.
Während der kleine Hochtöner die hohen Töne wiedergeben soll, werden über den großen Tieftöner die tiefen Frequenzen wiedergegeben.
Häufig findet man sogar spezielle Bassboxen für die Widergabe der tiefen Frequenzen.
Ein Tiefpass sorgt nun dafür, nur die tiefen Frequenzen aus einem Musiksignal zu filtern und diese dann dem Tieftöner zur Widergabe zu liefern.

Ein Tiefpass in der Spannungsversorgung

In einer Gleichspannungsversorgung sind Wechselsignale beispielsweise durch Störsignale oder durch die Restwelligkeit der gleichgerichteten Wechselspannung unerwünscht.
Ein Tiefpass unterdrückt diese Wechselsignale und erhöht so die Qualität der Gleichspannung.

Leitungen als Tiefpass

Übertragungsleitungen in der Nachrichtentechnik aber auch in der Energietechnik bestehen aus ohmschem Anteil, aber auch aus Induktivitäten und Kapazitäten.
Im Ersatzschaltbild mit Längs-Induktivitäten und Kapazitäten in Querrichtung erkennt man das Tiefpass-Verhalten.
In der Nachrichtentechnik hat man hierdurch die negative Wirkung, dass die hochfrequenten Anteile von Rechtecksignalen verloren gehen.
Ein Tiefpass begegnet einem also nicht nur dort, wo er gewünscht ist, sondern auch als unerwünschte Eigenschaften von Systemen.

Das Video zum Tiefpass

Das heutige Video ist eine erste Einführung in das Thema Tiefpass.
Ich untersuche das Verhalten eines RC-Tiefpass für unterschiedliche Frequenzen.
Wir werden sehen, das tiefe Frequenzen ungehindert passiert werden.
Es gibt einen Frequenzbereich, in dem die Spannungsen geschwächt werden.
Und bei den hohen Frequenzen, ist die Amplitude der Ausgangsspannung fast 0.
In weiteren, späteren Videos werde ich die Eigenschaften eines Tiefpass, wie Frequenzgang, Amplitudengang, Phasengang, Grenzfrequenz, Bode-Diagramm und Nyquist Diagramm noch weiter untersuchen.

Bode-Diagramme in der Elektrotechnik


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vom Frequenzgang zum Bode-Diagramm

VIDEO-unterstützt