In der Nachrichtentechnik werden mit Hilfe von Siebschaltungen die gewünschten Frequenzen eines Signals aus dem Gesamtsignal herausgefiltert.
Neben dem Tiefpass, der die tiefen Frequenzen herausfiltert, und dem Hochpass, der wie der Name schon sagt für die hohen Frequenzen zuständig ist, noch den Bandpass.
Der Bandpass filtert die mittleren Frequenzen aus dem Signal.
Anwendung für Siebschaltungen
Vielleicht hast Du zu Hause eine Stereoanlage mit Lautsprecherboxen. Die in eine Lautsprecherbox eingebauten Lautsprecher haben unterschiedliche Größen. Neben den Lautsprecherboxen mit zwei Lautsprechern, einem großen Lautsprecher (Tieftöner) für die tiefen Töne und einem kleinen Lautsprecher (Hochtöner) für die hohen Töne, gibt es auch Lautsprecherboxen mit drei Lautsprechern.
Der mittelgroße Lautsprecher (Mitteltöner) ist – wer hätte das gedacht 😉 – für die mittleren Frequenzen zuständig.
Es macht Sinn nur die Frequenzen an den Lautsprecher zu geben, für die der Lautsprecher ausgelegt ist. Ein Tieftöner ist zu Beispiel aufgrund seiner Größe und Masse gar nicht in Lage so schnell zu schwingen, um hohe Frequenzen auszugeben.
Frequenzabhängige Bauteile
Um den Mitteltöner mit den gewünschten mittleren Frequenzen zu versorgen, müssen also die tiefe und hohen Frequenzen aus dem Frequenzspektrum abgeschnitten werden.
Um eine Schaltung zu realisieren, die bei unterschiedlichen Frequenzen unterschiedlich reagiert, benötigt man frequenzabhängige Bauteile.
Kondensatoren und Spulen, bzw. die entsprechenden elektrotechnischen Größen Kapazität und Induktivität sind frequenzabhängig.
Realisierung eines passiven Bandpasses
Zur Realisierung eines passiven Bandpasses nutzt man die Eigenschaften der frequenzabhängigen Bauteile.
Ein Kondensator hat einen hohen Widerstand bei tiefen Frequenzen und einen niedrigen Widerstand bei hohen Frequenzen.
Eine Spule hat einen geringen Widerstand bei tiefen Frequenzen und einen hohen Widerstand bei hohen Frequenzen.
Die Schaltung wird nun so aufgebaut, dass durch eine Reihenschaltung eines ohmschen Widerstandes, einer Spule und einem Kondensator die Ausgangsspannung für den Mitteltöner am ohmschen Widerstand abgenommen wird.
Die tiefen Frequenzen fallen nun am Kondensator, die hohen Frequenzen an der Spule ab. Bei mittleren Frequenzen erhält man einen Spannungsabfall am Widerstand.
Wie das genau aussieht, wird im Video anhand einer Simulation mit PSPICE gezeigt.
