Um einzelne Frequenzanteile zu separieren benutzt man Filter .
Man unterteilt passive und aktive Filter , passive Filter bestehen wie der Name schon sagt nur aus Bauteile deren Funktion nicht elektrisch geändert werden können , dazu zählen Widerstände, Spulen und Kondensatoren.
Während aktive Filter aus allerlei Halbleiter bestehen können, oft aus Operationsverstärker , Transistorschaltungen usw.
Welche Filter wann und wozu benutzt werden ist von vielen Faktoren abhängig , vordergründig ist aber natürlich der Preis maßgebend.
Der beste Filter würde also die Addition mehrere Frequenzen bei exakt einer festen Frequenz wieder von einander trennen.
Das wäre aber nur ein Ideal welches in der Theorie besteht , die Praxis zeigt sich aber das die Übergänge nicht apruppt sondern immer fließend sind.
Mit dieser Bauteil Kombination ist man grundsätzlich in der Lage mindestens zwei Arten von Filter her zu stellen.
Einen sogenannten Tief-Pass-Filter oder einen Hoch-Pass-Filter.
Ein Tiefpass zeichnet sich dadurch aus, das niedrige Eingangs Frequenzen am Ausgang kaum beeinflusst werden während bei zunehmender Frequenz die Ausgangsspannung immer weiter abnimmt.
Ursache dafür ist der Blindwiderstand des Kondensator, der verändert sich je nach Frequenz während der Festwiderstand seinen Wert bei behält.
Bei steigendem Eingangsfrequenz wird der Blindwiderstand des Kondensators immer kleiner und dadurch folgend auch die Spannung über den Kondensator kleiner wird.
Ein Widerstand von 1000 Ohm und ein Kondensator von 0,1 uF
Mit diesen Angaben kann man nach folgender Formel die sogenannten Grenzfrequenz berechnen
Die Ausgangsspannung liegt ab 1 Hz in etwa gleich wie die Eingangsspannung während ab ca. 100 bis 30O Hz die Ausgangsspannung sinkt.
Weil man den Punkt ab dem die Ausgangsspannung sinkt nicht immer so eindeutig erkennen kann weil sich die Kurve manchmal auch als eine längere geraden zeigt und es dann schlecht ab zu lesen ist hat man einen anderen festen Punkt innerhalb dieser Kurve als Bezugspunkt ausgewählt.
Diese Bezugspunkt befindet sich immer da wo das Ausgangs Signal auf einen Wert von 70,7% der Eingangsspannung abgesunken ist.
Dieser Bezugspunkt wurde mit der Bezeichnung "Grenzfrequenz" festgelegt.
Dieser Grenzwert ist gleichzeitig auch genau die Schwelle von -3dB.
Zu sehen die Höhe des Ausgangssignal bzw. die Dämpfung des Signal welches ab ca 200 Hz immer mehr gedämpft wird respektive das Ausgangssignal immer geringer wird.
Bei ca. 70% der Eingangsspannung oder -3dB ist nun die die Grenzfrequenz von ca. 1 bis 2 KHz ab zu lesen.
Der Wert unterscheidet sich etwas vom zuvor berechneten Wert weil natürlich der reale Ohmsche Widerstand der Kapazität nicht mit
eingerechnet wurde.
Wie der Name schon andeutet lässt ein Hoch Pass die hohen Frequenzen ohne nennenswerte Dämpfung passieren.
Bei geringer werdender Frequenz werden diese deutlich gedämpft.
Die Berechnung ist mit der gleichen Formel vor zu nehmen wie beim Tief-Pass
In der Berechnung der Formel wird nur der Kapazitätswert gegen den Induktivitätswert ausgetauscht.
Anhand des Diagramm kann man feststellen das es sich um einen Hief Pass handelt.
Aber die Widerstände verhalten sich konträhr zu einander deshalb ändert sich auch die Formel zur Berechnung dazu.
