Kriterien für Hoch- bzw. Tiefpassfilter

[maschi (Gast)]

Hallo :)
Ich habe eine Frage an euch bezüglich dem Erkennen von Tief- und 
Hochpassfiltern anhand des Schaltplans.
Ich habe mich diesbezüglich natürlich auch schon in wikipedia 
eingelesen, aber so richtig klick gemacht hat es immer noch nicht.

Was ich bis jetzt habe:


Hochpassfilter:

- vierpoliges RC-Glied mit einem Kondensator, der sich seriell vor dem 
Widerstand befindet.

- vierpoliges RL-Glied mit einem Widerstand, der sich seriell vor der 
Spule befindet.


Tiefpassfilter:

- vierpoliges RC-Glied mit einem Widerstand, der sich seriell vor dem 
Kondensator befindet.

- vierpoliges RL-Glied mit einer Spule, die sich seriell vor dem 
Widerstand befindet.


Aber wie verhält sich dass bei Schaltungen mit mehr als zwei Bauteilen?
Ich habe mal zwei Schaltpläne als Bild an den Post gehängt, bei denen 
ich das einfach nicht ablesen kann.

Gibts da irgendwelche leicht zu verstehenden Kriterien für um das 
einzuordnen?

[oszi40 (Gast)]

-Ein Kondensator am Eingang lässt nur ~~~~~ durch.
-Ein Kondensator nach Masse bedämpft Wechselspannung

-Überlege Dir wie ein Spannungsteiler funktioniert.
Grundlagen siehe http://www.elektronik-kompendium.de/

[René H. (Gast)]

Deine Textbeschreibung der Filterarten solltest Du nochmals durchlesen 
und überdenken. Notfalls gleiche sie mit Wikipedia, Tietze-Schenk oder 
einer (Fach-)Literatur deiner Wahl ab.

Grüsse,
René

[Jacko (Gast)]

Das ist doch einfach zu überblicken!
Setze einfach den X_C / X_L für sehr kleine, oder sehr
hohe Frequenzen ein!

Schaltung 1 ist ein Hochpass, der aber auch die tiefste
Frequenz nicht völlig unterdrückt, sondern nur mir dem
Spannungsteilerverhältnis R:R.

Schaltung 2 ist ein Hochpass, der aber auch die höchste
Frequenz nicht unbedämpft durchlässt, sondern nur mir dem
Spannungsteilerverhältnis R:R.

[maschi (Gast)]

René H. schrieb:
> Deine Textbeschreibung der Filterarten solltest Du nochmals
> durchlesen
> und überdenken. Notfalls gleiche sie mit Wikipedia, Tietze-Schenk oder
> einer (Fach-)Literatur deiner Wahl ab.
>
> Grüsse,
> René

Gemeint ist natürlich dass sich der Kondensator am Eingang befindet und 
somit in Reihe vor dem Widerstand ist, der sich wiederum parallel zur 
Ausgangsspannung befindet usw.
Meintest du das?

@oszi40

Was ein Spannungsteiler ist weiß ich, haben damit schon öfters mal im 
E-Technik Praktikum herumgespielt :)
Die gesamte Spannung mal die zweite Impedanz, geteilt durch die 
Gesamtimpedanz ergibt in dem Fall die Ausgangsspannung.
Ich verstehe aber nicht inwiefern mir das jetzt, abgesehen von der 
Berechnung der Spannungswerte oder der Übertragungsfunktion weiterhilft?

oszi40 schrieb:
> -Ein Kondensator am Eingang lässt nur ~~~~~ durch.
Ergibt Sinn, wenn der Kondensator geladen ist und die Eingangsspannung 
dauerhoft hoch und auf gleichem Potential bleibt, kann sich der 
Kondensator nicht entladen.

oszi40 schrieb:
> -Ein Kondensator nach Masse bedämpft Wechselspannung
Hier bin ich mir nicht sicher, liegt dass daran dass sich der 
Kondensator bei steigender Spannungsamplitude auflädt und die 
Ausgangsspannung daher nicht den vollen "Peak" erreicht und die Spannung 
somit gedämpft wird?

[maschi (Gast)]

Jacko schrieb:
> Das ist doch einfach zu überblicken!
> Setze einfach den X_C / X_L für sehr kleine, oder sehr
> hohe Frequenzen ein!
>
> Schaltung 1 ist ein Hochpass, der aber auch die tiefste
> Frequenz nicht völlig unterdrückt, sondern nur mir dem
> Spannungsteilerverhältnis R:R.
>
> Schaltung 2 ist ein Hochpass, der aber auch die höchste
> Frequenz nicht unbedämpft durchlässt, sondern nur mir dem
> Spannungsteilerverhältnis R:R.

Also den Limes von X_C = 1/(2*Pi*f*C) oder den Limes von X_L = 2*Pi*f*L 
??
Aber es kommt ja auch darauf an, ob sich die Bauteile parallel zu der 
Ausgangsspannung oder am Eingang befinden?

Daran hapert es nämlich bei mir...

[Thomas E. (picalic)]

Wenn Du nur zwischen Hochpass von Tiefpass unterscheiden willst, kannst 
Du Dir die Schaltung mit den beiden "extrem-Frequenzen" 0 
(Gleichspannung) und unendlich betrachten, dann kannst Du nämlich in 
einem Ersatzschaltbild die Kondensatoren und Induktivitäten durch 
"Kurzschlüsse" und "offen" ersetzen:
bei DC: Kondensatoren weglassen (offen), Spulen sind Kurzschlüsse.
Frequenz unendlich hoch: Kondensatoren sind Kurzschlüsse, Spulen weg.
Damit hast Du dann nur noch einfache Widerstände und kannst leicht 
sehen, welche der beiden Ersatzschaltungen das Signal mehr dämpft. Wenn 
bei der Eratzschaltung für DC der Signalpegel am Ausgang höher ist, ist 
es ein Tiefpass, andernfalls ein Hochpass.

[Nikolas (Gast)]

maschi schrieb:
> Hier bin ich mir nicht sicher, liegt dass daran dass sich der
> Kondensator bei steigender Spannungsamplitude auflädt und die
> Ausgangsspannung daher nicht den vollen "Peak" erreicht und die Spannung
> somit gedämpft wird?

Im Grunde schon. Da der Kondensator parallel zum Ausgang liegt, werden 
die Spannung über dem Kondensator und Ausgangsspannung gleich sein.
Bei einem Wechselsignal muss der Kondensator aber in jeder Periode ge- 
und entladen werden, es müssen also Ladungsträger zu bzw. abfließen, es 
entsteht also ein elektrischer Strom. Der Widerstand am Eingang begrenzt 
den Strom, somit kann der Kondensator weder voll ge- noch entladen 
werden.

[maschi (Gast)]

Danke Leute, ich glaube langsam habe ich einen Algorithmus mit dem ich 
arbeiten kann: ;)

- An einem Spannungsteiler fällt die Spannung zum Großteil an einem der 
beiden Widerstände/der beiden Ersatzwiderstände (mehrere parallele oder 
sich in Reihe befindende Widerstände zusammengefasst) ab.

- Man muss entscheiden an welcher Stelle dies geschieht, indem man die 
Spannungsteilerformel verwendet. (ggf erst nachdem man das 
Ersatzschaltbild für DC simuliert hat)

- Nun kann man, wie vorgeschlagen sehr hohe (unendlich) und sehr 
niedrige (DC) Frequenzen simulieren, indem man diese Ersatzschaltbilder 
zeichnet. Wobei es reicht dies für DC, also f=0 zu tun: Kondensatoren -> 
Leerläufe, Spulen -> Kurzschlüsse.

- Und jetzt sieht man nach, ob das Signal stärker am Eingang oder am 
Ausgang, durch die Widerstände gedämpft wird. Denn wenn die meiste 
Spannung am Eingang abfällt, bleibt weniger Spannung für den Ausgang 
übrig und der Signalpegel ist klein. Jetzt mal plump gesagt. Also muss 
es ein Hochpassfilter sein, da die Frequenz bei DC ja 0 ist und nur ein 
kleiner Signalpegel bei der Frequenz vorhanden ist.
Aber wenn mehr Spannung parallel zum Ausgang abfällt, ist der 
Signalpegel am Ausgang groß und es handelt sich um einen Tiefpassfilter.

[Thomas E. (picalic)]

maschi schrieb:
> Und jetzt sieht man nach, ob das Signal stärker am Eingang oder am
> Ausgang, durch die Widerstände gedämpft wird. Denn wenn die meiste
> Spannung am Eingang abfällt, bleibt weniger Spannung für den Ausgang
> übrig und der Signalpegel ist klein. Jetzt mal plump gesagt. Also muss
> es ein Hochpassfilter sein, da die Frequenz bei DC ja 0 ist und nur ein
> kleiner Signalpegel bei der Frequenz vorhanden ist.
> Aber wenn mehr Spannung parallel zum Ausgang abfällt, ist der
> Signalpegel am Ausgang groß und es handelt sich um einen Tiefpassfilter.

Also so ganz kann ich dem nicht folgen - wenn ich das richtig 
interpretiere, würdest Du mit dieser "Regel" einen simplen 10:1 
Spannungsteiler (ganz ohne Kondensatoren und Spulen) als Hochpass 
qualifizieren, weil ja am Ausgang nur ein sehr kleiner Signalpegel 
gegenüber dem Eingang vorhanden ist!

Ich würde mal sagen, daß es NICHT reicht, nur das Ersatzschaltbild für 
DC zu betrachten.