Aufgabe 1.1: Einfache Filterfunktionen

Aus LNTwww
Wechseln zu:Navigation, Suche

A1.1 Einfache Filterfunktionen

Man bezeichnet ein Filter mit dem Frequenzgang $$H_{\rm TP}(f) = \frac{1}{1+ {\rm j}\cdot f/f_0}$$ als Tiefpass erster Ordnung. Daraus lässt sich ein Hochpass erster Ordnung nach folgender Vorschrift gestalten: $$H_{\rm HP}(f) = 1- H_{\rm TP}(f) .$$

In beiden Fällen gibt $f_0$ die so genannte 3dB–Grenzfrequenz an.

Die Abbildung zeigt zwei Vierpole A und B. In der Aufgabe ist zu klären, welcher der beiden Vierpole eine Tiefpass– und welcher eine Hochpasscharakteristik aufweist.

Die Bauelemente von Schaltung A sind wie folgt gegeben: $$R = 50 \,\, {\rm \Omega}; \hspace{0.1cm} C = 0.637 \,\, {\rm \mu F} .$$

Die Induktivität $L$ ist in der Teilaufgabe f) zu berechnen.

Für die Teilaufgabe d) wird vorausgesetzt, dass die Eingangssignale cosinusförmig seien. Die Frequenz $f_x$ ist variabel, die Leistung beträgt jeweils $P_x =$ 10 mW.

Hinweis: Die Aufgabe bezieht sich auf den Theorieteil von Kapitel 1.1.


Fragebogen zu "A1.1 Einfache Filterfunktionen"

1 Berechnen Sie den Frequenzgang $H_{\rm A}(f)$ des Vierpols A und beantworten Sie folgende Fragen.

Vierpol A ist ein Tiefpass.
Vierpol A ist ein Hochpass.

2 Berechnen Sie die Bezugsfrequenz $f_0$ aus den Bauelementen $R$ und $C$.

$f_0$ = kHz

3 Berechnen Sie den Amplitudengang $|H_{\rm A}(f)|$. Welche Zahlenwerte ergeben sich für $f = f_0$ und $f = 2f_0$?

$|H_{\rm A}(f = f_0)|$ =
$|H_{\rm A}(f = 2f_0)|$ =

4 Wie groß ist die Leistung $P_y$ des Ausgangssignals $y(t)$, wenn am Eingang ein Cosinussignal mit den Frequenzen $f_x =$ 5 kHz bzw. $f_x =$ 10 kHz anliegt?

$P_y(f_x = 5 kHz)$ = mW
$P_y(f_x = 10 kHz)$ = mW


Musterlösung

a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)