Rechtecksignal in Tiefpassfilter

[Benno (Gast)]

Hallo,

Was passiert eigentlich mit der Leistung die in den Harmonischen steckt? 
Wird die reflektiert und verheizt, oder geht die in die Grundfrequenz?

[OMG (Gast)]

Benno schrieb:
> Wird die reflektiert und verheizt

Ja.

Benno schrieb:
> oder geht die in die Grundfrequenz?

Das wäre schick, hätte man doch einen Verstärker gebaut. Würde
aber nicht viel helfen, den man gewinnt (gewönne, gewänne) ja
(je nach Oberwellengehalt) nur ein paar zehntel dB.

[Kilo S. (kilo_s)]

Benno schrieb:
> Wird die reflektiert und verheizt, oder geht die in die Grundfrequenz?

Reflektiert wird wa nix, es wird in Wärme in den Bauteilen umgewandelt.

[Achim H. (anymouse)]

Wenn man den Tiefpass aus idealen LC-Bauelementen zusammensetzt, dürfte 
er immer noch tiefpassen. Da sehe ich aber keine Möglichkeit für die 
Wirkleistung. Die Harmonischen dürften dann reine Scheinleistung sein; 
ob man dies jetzt als "reflektiert" nennen kann, hängt von der 
Wellenlänge relativ zu den Stromkreisabmessungen ab.

[Ralph B. (rberres)]

Kilo S. schrieb:
> Reflektiert wird wa nix, es wird in Wärme in den Bauteilen umgewandelt.

Natürlich werden die Oberwellen des Rechtecksignales am Eingang des 
Tiefpasses reflektiert.

Schaue dir mal die Impedanz eines Tiefpasses am Eingang in Abhängigkeit 
der Frequenz an. Dann siehst du sehr schnell wie sie ab der 
Grenzfrequenz sich ändert.

Um die Anpassung an die Quelle Frequenzunabhängig zu machen gibt es 
Diplexer, oder bei hohen Frequenzen auch Zirkulatoren.

Da wird dann die am nachfolgenden Filter reflektierte Leistung in einen 
Widerstand in Wärme umgewandelt. Ansonsten muss das die Signalquelle 
tun.

Ralph Berres

[OMG (Gast)]

Achim H. schrieb:
> Da sehe ich aber keine Möglichkeit für die
> Wirkleistung. Die Harmonischen dürften dann reine Scheinleistung sein;
> ob man dies jetzt als "reflektiert" nennen kann, hängt von der
> Wellenlänge relativ zu den Stromkreisabmessungen ab.

So einen Mist hab ich schon lang nicht mehr gelesen. Natürlich
reflektiert ein Tiefpass, und die reflektierte Leistung wird
im Innenwiderstand der Quelle in Wärme umgesetzt.

Ganz einfache Logik: Keine Leistung geht verloren, die Leistung
die den Tiefpass nicht passieren kann wird in dessen verlust-
behafteten Elementen umgesetzt oder reflektiert. Der reflektierte
Anteil muss "irgendwo" hin, bleibt nur der Innenwiderstand der
Signalquelle.

[Analoger (Gast)]

OMG schrieb:
> So einen Mist hab ich schon lang nicht mehr gelesen. Natürlich
> reflektiert ein Tiefpass, und die reflektierte Leistung wird
> im Innenwiderstand der Quelle in Wärme umgesetzt.

Oder erneut reflektiert.

[Ralph B. (rberres)]

Analoger schrieb:
> Oder erneut reflektiert.

Ab dann wird es bedenklich.

Die reflektierte Leistung muss irgendwo in Wärme vernichtet werden.

Es gibt keine Verlustfreie Bauelemente. Auch Kabel haben Verluste.

Ralph Berres

[Christoph db1uq K. (christoph_kessler)]

> oder geht die in die Grundfrequenz?
> Das wäre schick, hätte man doch einen Verstärker gebaut.

Sowas ähnliches gibt es tatsächlich, heißt "parametrischer Verstärker"
https://de.wikipedia.org/wiki/Parametrischer_Oszillator#Parametrische_Verst%C3%A4rker

Da wird Energie aus einer Frequenz in eine andere übertragen

[Christoph db1uq K. (christoph_kessler)]

Wenn der Tiefpass auf allen Frequenzen Anpassung haben soll, kann man 
eine Frequenzweiche benutzten, deren Hochpassausgang mit einem 
Widerstand abgeschlossen ist.
So etwas wird vor allem für Diodenringmischer empfohlen, um Verzerrungen 
zu mindern. Mini-Circuits bietet solche Filter an.

Hier ein Berechnungsweg aus dem alten "Saal Filterkatalog", noch ganz 
ohne Computer. Das Buch besteht zum größten Teil aus Tabellen.

Wichtig ist der Hinweis "Den Tabellen in Abschnitt 10 entnimmt man für 
den Tiefpaß einer Parallelweiche die Daten des Betriebsfalls r1=1,r2=0 
und für den Referenz-Tiefpaß zum Entwurf des Hochpasses die des 
Betriebsfalls r1=0, r2=1. Für die Serienweichenschaltung ist der 
Betriebsfall r1=1, r2=∞ bzw. r1=∞, r2=1 zu wählen."
Mit einem Berechnungsprogramm muss man also die Filterwerte für 
einseitig kurzgeschlossene Filter benutzen, getrennt Hoch- und Tiefpass 
berechnen, und sie dann am kurzgeschlossenen Anschluss parallelschalten.