Hochschule Kempten      
Fakultät Elektrotechnik      
GET2       Fachgebiet Elektronik, Prof. Vollrath      

Grundlagen Elektrotechnik 2 (GET2)

20 Filter

Prof. Dr. Jörg Vollrath


19 Vierpole



Video GET2 01 Einführung kompakt

Video der 19. Vorlesung 8.6.2021


Länge: 1:22:04
0:0:0 Evaluierung

0:0:0 Differenzverstärker

0:2:0 Eingangs und Ausgangswiderstand

Inhalt Filternetze



Lautstärkepegel


Kurve gleicher lautstärke
Wikipedia

Anwendungen



Lautsprecherweiche



Sinuslive 3-Wege-Frequenzweiche CR345
  • Analyse von Netzen an Sinusquellen durch Berechnung eines komplexen Widerstandes und einer Übertragungsfunktion
    Analytische Gleichungen
  • Verifikation von Ergebnissen mit SPICE
    numerische Berechnung

Ziele


Ziele


Filtersystemsicht



Die Wirkleistung an einem Verbraucher ist frequenzabhängig.
Es gibt eine maximale Wirkleistung Pmax.

Filter


  • Ein Zweitor mit mindestens einem Durchlaßbereich und einem Sperrbereich nennt man Filter
  • Untere, obere Grenzfrequenz, Eckfrequenz
  • Bsp:
    Ein Durchlassbereich
    2 Sperrbereiche
  • Ideal: Rot
  • Real:
    Durchlassbereich
    aD = 10 log kD > -3dB
    Übergangsbereich
    Sperrbereich
    fs
    aS = 10 log kS

Filtervariationen


Ordnungszahl n


\( \underline{T} (j\omega) = K \frac{(j \omega - s_{N1})(j \omega - s_{N2})...(j \omega - s_{Nm})} {(j \omega - s_{P1})(j \omega - s_{P2})...(j \omega - s_{Pn}) } \)

Tiefpass (Low pass)


Realer Tiefpass


Realer Tiefpass Schaltung


Betrachtung
ω = 0
ω → ∞

\( \underline{T}(j\omega) = \frac{\underline{I}_V (j\omega)} {\underline{I}_q (j\omega)} = \)

Realer Tiefpass Schaltung


Lösung
Normierung
Betrag (Maß) und Phase
Grenzfrequenz

Beispiel Tiefpass


In einem Netz sollen die Frequenzen im Bereich von f=0Hz bis f =5kHz gut übertragen und die Frequenzen f = f2 = 20 kHz möglichst stark gedämpft werden.
Wir wollen überprüfen, wie diese Forderungen von einem Tiefpass 1. Ordnung erfüllt werden können.
Wie kann man den Tiefpass mit R und C dimensionieren.


Beispiel Tiefpass LTSPICE



LTSPICE
SPICE  Netlist
V1 N001 0 AC 1 0
R1 N002 N001 1k
C1 N002 0 300n
R2 N002 0 1k
.ac dec 5 1 1000000
Schaltungsrealisierung



Zusammenfassung und nächstes Mal

21 Hochpass und Tiefpass