Ein Filter ist eine Schaltung, die einen bestimmten Bereich von Frequenzkomponenten entfernt oder herausfiltert. Mit anderen Worten, es trennt das Spektrum des Signals in Frequenzkomponenten, die durchgelassen werden, und Frequenzkomponenten, die blockiert werden.
Filter können gemäß den allgemeinen Eigenschaften des Frequenzgangs des Filters klassifiziert werden. Lässt ein Filter tiefe Frequenzen durch und sperrt hohe Frequenzen, spricht man von einem Tiefpassfilter. Blockiert er Frequenzen und lässt hohe Frequenzen durch, handelt es sich um einen Hochpassfilter.
Filter können auch basierend auf der Art der Komponenten klassifiziert werden, die verwendet werden, um die Schaltung zu implementieren. In dieser Hinsicht werden sie entweder als aktive oder passive Filter klassifiziert. Ein aktiver Filter kann ein Signal filtern und eine Verstärkung anwenden, da er eine aktive Komponente wie einen Transistor oder einen Operationsverstärker enthält, während passive Filter Widerstände, Kondensatoren und Induktoren verwenden; diese Komponenten können keine Verstärkung bereitstellen und folglich kann ein passives Filter nur die Amplitude eines Eingangssignals aufrechterhalten oder reduzieren.
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Was ist ein Hochpassfilter?
Ein Hochpassfilter (HPF) ist ein elektronischer Filter, der Signale mit einer Frequenz über einer bestimmten Grenzfrequenz durchlässt und Signale mit Frequenzen unter der Grenzfrequenz dämpft. Der Grad der Dämpfung für jede Frequenz hängt vom Filterdesign ab.
Der grundlegende Hochpassfilter besteht aus einer Reihenschaltung von Kondensator und Widerstand. Während das Eingangssignal an den Kondensator angelegt wird, wird das Ausgangssignal über den Widerstand gezogen.
Ein Hochpassfilter wird üblicherweise als lineares zeitinvariantes System modelliert. Es wird manchmal auch als Low-Cut-Filter oder Bass-Cut-Filter bezeichnet. Hochpassfilter haben viele Anwendungen, wie zum Beispiel das Blockieren von Gleichstrom von Schaltkreisen, die auf Durchschnittsspannungen ungleich Null oder Hochfrequenzgeräten empfindlich sind. Sie können auch in Verbindung mit einem Tiefpassfilter verwendet werden, um einen Bandpassfilter zu erzeugen.
Was Sie über Hochpassfilter wissen müssen
- Ein Hochpassfilter lässt Frequenzen, die höher als seine Eckfrequenz sind, sauber (idealerweise) durch, während hohe Frequenzen blockiert werden.
- Der Hochpassfilter besteht aus einem Kondensator gefolgt von einem parallel geschalteten Widerstand.
- Hochpassfilter werden in Audioverstärkern zum Koppeln oder Entfernen von Verzerrungen aufgrund von niederfrequenten Signalen wie Rauschen verwendet.
- Die Betriebsfrequenz des Hochpassfilters ist höher als die Grenzfrequenz.
- Es wird zum Schärfen des Bildes verwendet.
- Es dämpft die niedrige Frequenz
Was ist ein Tiefpassfilter?
Ein Tiefpassfilter (LPF) ist ein Filter, der Signale mit einer Frequenz unter einer ausgewählten Grenzfrequenz durchlässt und Signale mit Frequenzen über der Grenzfrequenz dämpft. Der genaue Frequenzgang des Filters hängt vom Filterdesign ab. Der genaue Frequenzgang des Filters hängt vom Filterdesign ab. Der Filter wird in Audioanwendungen manchmal als High-Cut-Filter oder Treble-Cut-Filter bezeichnet .
Tiefpassfilter können unter Verwendung von Widerständen mit entweder Kondensatoren oder Induktivitäten konstruiert werden. Ein Tiefpassfilter bestehend aus einem Widerstand und einem Kondensator wird als Tiefpass-RC-Filter bezeichnet, während ein Tiefpassfilter mit einem Widerstand und einer Induktivität als Tiefpass-RL-Filter bezeichnet wird.
Es gibt viele Formen von Tiefpassfiltern, darunter elektronische Schaltungen wie ein Zischfilter, der in Audio verwendet wird, Anti-Aliasing-Filter zur Aufbereitung von Signalen vor der Analog-Digital-Wandlung, digitale Filter zum Glätten von Datensätzen, akustische Barrieren, Unschärfe von Bildern usw.
Tiefpassfilter sorgen für eine glattere Form eines Signals, entfernen die kurzfristigen Schwankungen und verlassen den längerfristigen Trend. Wichtige Beispiele für Tiefpassfilter finden sich in der Akustik, Optik und Elektronik.
Was Sie über Tiefpassfilter wissen müssen
- Ein Tiefpassfilter lässt Frequenzen unterhalb seiner Eckfrequenz (im Idealfall) sauber durch, während hohe Frequenzen blockiert werden.
- Die Tiefpassfilterschaltung besteht aus einem Widerstand gefolgt von dem Kondensator.
- Ein Tiefpassfilter wird verwendet, um Aliasing-Effekte in Kommunikationsschaltungen zu entfernen.
- Die Betriebsfrequenz des Tiefpassfilters ist niedriger als die Grenzfrequenz.
- Es wird zum Glätten des Bildes verwendet.
- Es dämpft die Hochfrequenz.
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Unterschied zwischen Hochpass- und Tiefpassfiltern in Tabellenform
| VERGLEICHSGRUNDLAGE | HOCHPASSFILTER | TIEFPASSFILTER |
| Beschreibung | Ein Hochpassfilter lässt Frequenzen, die höher als seine Eckfrequenz sind, sauber (idealerweise) durch, während hohe Frequenzen blockiert werden. | Ein Tiefpassfilter lässt Frequenzen unterhalb seiner Eckfrequenz (im Idealfall) sauber durch, während hohe Frequenzen blockiert werden. |
| Komponenten | Der Hochpassfilter besteht aus einem Kondensator gefolgt von einem parallel geschalteten Widerstand. | Die Tiefpassfilterschaltung besteht aus einem Widerstand gefolgt von dem Kondensator. |
| Anwendung | Hochpassfilter werden in Audioverstärkern zum Koppeln oder Entfernen von Verzerrungen aufgrund von niederfrequenten Signalen wie Rauschen verwendet. | Ein Tiefpassfilter wird verwendet, um Aliasing-Effekte in Kommunikationsschaltungen zu entfernen. |
| Arbeitsfrequenz | Die Betriebsfrequenz des Hochpassfilters ist höher als die Grenzfrequenz. | Die Betriebsfrequenz des Tiefpassfilters ist niedriger als die Grenzfrequenz. |
| Verwenden | Es wird zum Schärfen des Bildes verwendet. | Es wird zum Glätten des Bildes verwendet. |
| Dämpfungsfrequenz | Es dämpft die niedrige Frequenz | Es dämpft die Hochfrequenz. |
Ähnlichkeiten zwischen Hochpass- und Tiefpassfiltern
- Sie bestehen aus einem Sperrbereich, einer Eckfrequenz und einem Durchlassbereich
- Sie können beide unter Verwendung von zwei Schaltungselementen aufgebaut werden.
- Sie können beide auf zwei Arten konstruiert werden. Ein Kondensator im Shunt-Modus liefert einen Tiefpassfilter, während er im Serienmodus einen Hochpassfilter bereitstellt.