Zeitkonstante
Die Zeitkonstante τ (griechisch: tau) wird zur Festlegung des Frequenzgangs bei der Entzerrung beim Tonband, beim Rundfunksender, bei der Schallplatte und in der Übertragung bei der Digitaltechnik angegeben.
Für den Scheinwiderstands-Frequenzgang sind nicht die Einzelgrößen des Widerstands R und des Kondensators maßgebend, sondern das Produkt R · C = τ, genannt Zeitkonstante mit der Einheit "Sekunde".
Zeitkonstante in Sekunden ist:
τ = R · C = 1 / 2 · π · fc
Grenzfrequenz = Übergangsfrequenz:
fc = 1 / 2 · π · R · C = 1 / 2 · π · τ
Bestimmungsgleichungen:
fc in Hz = 159155 / τ in µs
τ in µs = 159155 / fc in Hz
Wird an einer RC-Schaltung (Reihenschaltung aus einem Widerstand R und einem Kondensator C) eine Gleichspannung angelegt so lädt sich der Kondensator nach und nach auf. Diese Ladezeit ist abhängig von der Größe des Widerstandes und von der Kapazität des Kondensators.
Die Zeitkonstante gibt die Zeit an, in der die Spannung am Kondensator beim Entladen ca. 37% der Anfangsspannung, beim Laden ca. 63% der Endspannung erreicht hat.
Die Zeitkonstante wird auch in RL-Schaltungen (Schaltungen aus Widerständen und Spulen) verwendet; hier gilt:
Wird an eine Reihenschaltung aus Spule und Widerstand eine Gleichspannung angelegt, so fließt anfangs kein Strom, am Ende wird er nur durch den Widerstand begrenzt; hier gibt τ die Zeit an, nach der der Strom durch die Induktivität ca. 63% des Endstromes erreicht hat.
Bekannte Zeitkonstanten und ihre Übergangsfrequenzen:
| Zeitkonstante τ in µs |
Entzerrung | Übergangsfrequenz fc in Hz |
|---|---|---|
| 7958 | RIAA | 20 |
| 3183 | RIAA, NAB | 50 |
| 1592 | - | 100 |
| 318 | RIAA | 500 |
| 200 | - | 796 |
| 140 | - | 1137 |
| 120 | MC | 1326 |
| 100 | - | 1592 |
| 90 | - | 1768 |
| 75 | RIAA | 2122 |
| 70 | UKW, FM | 2274 |
| 50 | NAB | 3183 |
| 35 | DIN | 4547 |
| 25 | - | 6366 |
| 17,5 | AES | 9095 |
| 15 | PCM | 10610 |