Tiefpass

Ein Tiefpass ist eine elektrische Filterschaltung, die nur tiefe Frequenzen passieren lässt. Das Bild zeigt den grundsätzlichen Aufbau aus einem Kondensator C und einem Widerstand R.

Dieses Tiefpass-Filter hat auch andere Bezeichnungen, die bisweilen die aktive Filterwirkung besser beschreiben: Höhensperre, Höhenfilter, High Cut, Treble Cut und Rauschfilter. Manchmal gibt es schon Verwirrung, wenn man gegen das störende Rauschen in den "Höhen" einen "Tiefpass" einsetzen soll.

Einfacher RC-Tiefpass

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

U_a = U_e · R_C / (R_C + R) .

Unter der Grenzfrequenz f_G versteht man diejenige Frequenz, bei der $U_{a}=U_{e}/{\sqrt {2}}\approx U_{e}*0,707$ (d.h. U_a gegenüber U_e um 3 Dezibel abgeschwächt) ist. Da R_C mit steigender Frequenz kleiner wird,

R_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.

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

R_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 · R_C/(R_C + R_L)

nicht nur R_C kleiner sondern zugleich R_L größer wird.

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Filter mit 6 dB pro Oktave unter der Lupe