Filter - Kenngrößen

Grenzfrequenz, Amplitudengang (Frequenzgang)

Passive Filter werden aus Widerständen, Kondensatoren und Induktivitäten aufgebaut. Die einfachsten Filter bestehen entweder nur aus einem Kondensator oder einer Induktivität. allenfalls noch in Verbindung mit einem Widerstand. Es sind dies die Tiefpässe oder Hochpässe. Theoretisch haben diese Filter einen "glatten" Amplitudengang ohne Resonanzen. In der Praxis muß man jedoch feststellen, daß die Amplitudengänge von der Theorie abweichen. Wenn wir die Frequenzabhängigkeit eines Kondensators überprüfen, stellen wir bei hohen Frequenzen zunächst eine Resonanz fest und bei weiterer Frequenzerhöhung verhält er sich gar wie eine Induktivität. Ähnlich würde es uns mit einer Induktivität gehen, nur verhält sich diese bei hohen Frequenzen wie ein Kondensator.

Bei höheren Frequenzen machen sich die gleichen parasitären Elemente bemerkbar wie bei den Kopplungen. Die physikalischen Vorgänge sind dieselben. Einem Filter versuchen wir beabsichtigte Eigenschaften zu verleihen, um die unbeabsichtigten Eigenschaften der Kopplungen zu kompensieren.

Wegen der Äquivalenz von realen Filtern und Kopplungen werden die Begriffe Frequenzgang und Grenzfrequenz am Beispiel der kapazitiven und induktiven Kopplung erläutert

 

Die frequenzabhängigkeit der kapazitiven Kopplung

Aus dem allgemeinen Modell für die kapazitive Kopplung ist ein Sonderfall bei gemeinsamen Bezugspotential entstanden.

 

Abbildung —17

Die Äquivalenz zu einem Filter wird deutlich, wenn aus Gründen der Vereinfachung die Impedanz Z1 und die Koppelkapazität C14 mit in die ohnehin unbekannten Quelleneigenschaften einbezogen werden.

Weiter sei die Impedanz Ze durch den ohmschen Widerstand Re ersetzt.

 

 

 

 

 

 

 

Abbildung —18

Übrig bleibt ein klassischer Hochpaß (C13, Re) und die Koppelkapazität C23. Aus dem Frequenzgang kann man ferner praktische Schlußforderungen für die Verringerung der kapazitiven Kopplung herleiten.

 

 

Es ergibt sich die Gleichung für die Spannug am Re::

 

mit:

 

 

Einfügungsdämpfung - reale Filterdämpfung

Lassen sich zusätzliche Filter wirklich nicht vermeiden, so sollte man bei der Auswahl bedenken, daß passive Filterkomponenten mit den Impedanzen der Quelle und des Empfängers frequenzabhängige Spannungsteiler darstellen.

Abbildung —22

einfachster Tiefpass für hohe Zi und Ze

Abbildung —23

besserer Tiefpass für hohe Zi und Ze
( p - Glied )

Abbildung —24

einfachster Tiefpass für niedrige Zi und Ze

Abbildung —25

besserer Tiefpass für niedrige Zi und Ze

 

Abbildung —26

einfachster Tiefpass für hohe Zi und niedrige Ze

Abbildung —27

besserer Tiefpass für hohe Zi und niedrige Ze

 

Abbildung —28

einfachster Tiefpass für niedrige Zi und hohe Ze

 

 

Abbildung —29

einfachster Tiefpass für niedrige Zi und hohe Ze

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