Hochpassfilter

Das Ansprechverhalten des induktiven Hochpassfilters nimmt mit der Frequenz zu.

Diesmal ist das kapazitive Design am einfachsten und erfordert nur eine Komponente über die Last hinaus. Und wiederum begünstigt die reaktive Reinheit von Kondensatoren gegenüber Induktoren ihre Verwendung im Filterdesign, insbesondere bei Hochpassfiltern, bei denen hohe Frequenzen aufgrund des Skin-Effekts und elektromagnetischer Kernverluste normalerweise ein seltsames Verhalten von Induktoren verursachen.

Grenzfrequenz

Wie bei Tiefpassfiltern haben Hochpassfilter eine bewertete Grenzfrequenz , oberhalb dessen die Ausgangsspannung über 70,7 % der Eingangsspannung ansteigt. Wie bei der kapazitiven Tiefpassfilterschaltung lässt sich die Grenzfrequenz des kapazitiven Hochpassfilters mit der gleichen Formel ermitteln:

In der Beispielschaltung gibt es keinen anderen Widerstand als den Lastwiderstand, das ist der Wert für R in der Formel.

Anwendung des Hochpassfilters

Am praktischen Beispiel eines Stereosystems dient ein in Reihe mit dem Hochtöner (Hochtöner) geschalteter Kondensator als Hochpassfilter, der den niederfrequenten Basssignalen eine hohe Impedanz auferlegt und so verhindert, dass Energie an einem Lautsprecher ineffizient für die Wiedergabe solcher Töne.

Auf ähnliche Weise dient eine mit dem Woofer (Bass) in Reihe geschaltete Induktivität als Tiefpassfilter für die tiefen Frequenzen, die ein bestimmter Lautsprecher reproduzieren soll.

In dieser einfachen Beispielschaltung wird der Mitteltöner dem vollen Frequenzspektrum des Stereoausgangs ausgesetzt. Manchmal werden aufwendigere Filternetzwerke verwendet, aber dies sollte Ihnen einen Überblick geben.

Denken Sie auch daran, dass ich Ihnen bei dieser Stereoanlage nur einen Kanal (entweder links oder rechts) zeige. Eine echte Stereoanlage hätte sechs Lautsprecher:2 Tieftöner, 2 Mitteltöner und 2 Hochtöner.

Hochpassfilter leitet hohe Frequenzen zum Hochtöner, während Tiefpassfilter tiefe Frequenzen zum Tieftöner leiten.

Für eine noch bessere Leistung möchten wir vielleicht eine Art Filterschaltung haben, die Frequenzen zwischen tiefen (Bässen) und hohen (Höhen) an den Mitteltöner durchlässt, damit keine der nieder- oder hochfrequenten Signalleistung verschwendet wird auf einem Lautsprecher, der diese Klänge nicht effizient wiedergeben kann.

Was wir suchen würden, heißt Bandpass Filter, der das Thema des nächsten Abschnitts ist.

RÜCKBLICK:

• Ein Hochpassfilter ermöglicht den einfachen Durchgang von Hochfrequenzsignalen von der Quelle zur Last und den schwierigen Durchgang von Niederfrequenzsignalen.
• Kapazitive Hochpassfilter fügen einen Kondensator in Reihe mit der Last ein; Induktive Hochpassfilter fügen einen Widerstand in Reihe und eine Induktivität parallel zur Last ein. Das erste Filterdesign versucht, das unerwünschte Frequenzsignal zu „blockieren“, während das zweite versucht, es kurzzuschließen.
• Die Grenzfrequenz für ein Hochpassfilter ist die Frequenz, bei der die Ausgangsspannung (Last) 70,7% der Eingangsspannung (Quelle) beträgt. Oberhalb der Grenzfrequenz ist die Ausgangsspannung größer als 70,7 % der Eingangsspannung und umgekehrt.

VERWANDTE ARBEITSBLÄTTER:

• Arbeitsblatt für aktive Filter
• Arbeitsblatt für passive Filterschaltungen