Tiefpass

Als Tiefpass bezeichnet man Filter, die nur Frequenzen unterhalb der Grenzfrequenz passieren lassen. Gebräuchlich sind solche Filter in der Elektronik, können aber auch in anderen Bereichen, wie zum Beispiel Mechanik, Akustik oder Hydraulik vorkommen.

Tiefpass-Filter werden auch als Höhensperre, Höhenfilter, High Cut, Treble Cut oder auch als Rauschfilter bezeichnet. Diese Begriffe sind in der Tontechnik gebräuchlich; sie zeigen direkter, wie das Filter das Signal bearbeitet.

Tiefpass 1. Ordnung

Ein einfacher Tiefpass 1. Ordnung sieht folgendermassen aus:

[Bild extern:] Einfacher RC-Tiefpass (Tiefpass 1.Ordnung)

Von der Eingangsspannung U_e erscheint am Ausgang gemäß der Spannungsteilerformel nur der Anteil U_a:

U_a = U_e · X_C / (X_C + R).

Unter der Grenzfrequenz f_c (cutoff frequency) versteht man diejenige Frequenz, bei der

(d.h. U_a gegenüber U_e um drei Dezibel abgeschwächt) ist. Da X_C mit steigender Frequenz kleiner wird,

X_C = 1 / (j ω C) mit ω = 2 π f,

geht das Teilungsverhältnis mit sinkender Frequenz gegen 1, für Gleichspannung (Frequenz f = 0) wird U_a = U_e.

Tiefpass 2. Ordnung

Einen verbesserten Tiefpass erhält man, indem man R durch eine Induktivität L ersetzt, da diese ihrerseits eine - und zwar zum Kondensator gegenläufige - Frequenzabhängigkeit besitzt. Dies nennt man Tiefpass 2.Ordnung:

X_L = j ω L mit ω = 2 π f.

Damit fällt die Ausgangsspannung U_a oberhalb von f_G schneller ab, da nun in

U_a = U_e · X_C/(X_C + X_L)

nicht nur X_C kleiner sondern zugleich X_L größer wird.

Siehe auch

• Filter
• Hochpass
• Bandpass

Weblinks

• Filter mit 6 dB pro Oktave unter der Lupe