Analogfilter

Analogfilter

Elektronische Filter werden als Analogfilter bzw. analoge Filter bezeichnet, wenn sie die Signale zeit- und amplitudenkontinuierlich verarbeiten. Sie dienen entweder zur Formung von Signalen im gewünschten Sinn oder zur Feststellung, welche Frequenzen vertreten sind (Signalanalyse).

Analogfilter bilden den Gegensatz zu digitalen Filter.

Inhaltsverzeichnis

Anwendung

Analogfilter dämpfen oder verstärken (wie ihre digitalen Gegenstücke) bestimmte Signalanteile bzw. Schwingungen in einem Gemisch von Frequenzen. Beispiel zur Dämpfung ist ein Kerbfilter (Notchfilter), das Signalanteile einer bestimmten Frequenz unterdrückt. Häufige Anwendung ist die Unterdrückung der 50-Hz-Netzfrequenz, wenn diese Signalanteile bei Signalübertragungen stören. Ein Bandsperrfilter dämpft Signale eines ganzen Frequenzbereiches, ein Bandpassfilter lässt Signale eines Frequenzbereiches passieren und verstärkt das Signal, wenn dies entsprechend dimensioniert ist. Ein Tiefpassfilter überträgt (verstärkt) Signale unterhalb einer Grenzfrequenz. Ein Hochpassfilter überträgt (verstärkt) Signale oberhalb einer Grenzfrequenz.

Typen

Wichtige Typen von Analogfiltern sind:

Bei elektromechanischen Filtern findet während des Filterns eine Wandlung von elektrischer in mechanische Energie statt oder umgekehrt.

Topologien

Passive analoge Filter können in Form verschiedenartiger Topologien realisiert werden, wobei insbesondere in der elektrischen Schaltungstechnik die Zweitordarstellung mit komplexen Impedanzen Z und komplexen Admittanzen Y üblich ist. Durch entsprechende Modellgestaltung kann diese Art der Filterdarstellung auch auf andere Analogfilter, wie beispielsweise für mechanische Systeme, angewendet werden.[1]

Im folgenden Tabellen sind einige gebräuchliche passive analoge Filtertopologien zusammengefasst, wie sie auch im Bereich der Leitungstheorie anzutreffen sind. Die Unterteilung erfolgt in asymmetrische und symmetrische Formen.

Asymmetrische Formen
L-Filter T-Filter Π-Filter
Image Filter L Half-section.svg
Image filter T Section.svg
Image filter Pi Section.svg
Kettenleiter
Image Filter Ladder Network (Unbalanced).svg
Symmetrische Formen
C-Filter H-Filter Box-Filter
Image Filter C Half-section.svg
Image Filter H Section.svg
Image Filter Box Section.svg
Kettenleiter
Image Filter Ladder Network (Balanced).svg
X-Filter (Latticefilter, mid-T-Ableitung) X-Filter (Latticefilter, mid-Π-Ableitung)
Image filter X Section.svg
Image filter X Section (Pi-Derived).svg

Vor- und Nachteile

Vorteile gegenüber digitalen Filtern

  • geringe Latenzzeit
  • sie stellen zeitkontinuierliche Systeme dar, dadurch erfolgt keine Limitierung durch die Abtastrate wie bei zeitdiskreten Systemen.
  • für rein passive Filter:
    • Filtereigenschaften weitgehend unabhängig von Stärke des Eingangssignals
    • durch Wahl geeigneter Bauelemente für alle denkbaren Leistungen realisierbar
    • keine zusätzlichen Betriebsspannungen für aktive Komponenten nötig

Nachteile

  • schlechtere Reproduzierbarkeit der Filtereigenschaften auf Grund der Toleranzen der verarbeiteten Bauteile
  • je nach Anforderung Notwendigkeit eines Abgleichs beziehungsweise einer Kalibrierung.
  • weniger flexibel einsetzbar
  • Höhere Filterordnungen erfordern einen großen Bauelementebedarf.

Grundsätzlich gibt es zahlreiche Anwendungen, wo die Anwendung analoger Filter unumgänglich ist, da sie durch Wahl entsprechender Bauelemente entsprechend leistungsstark gebaut werden können. Beispiele sind Oberschwingungsfilter in Hochspannungsnetzen.

Bei der Umsetzung von zeitkontinuierlichen in zeitdiskrete Signale bzw. vice versa im Rahmen der digitalen Signalverarbeitung kommen zur Vermeidung von Antialiasing grundsätzlich zeitkontinuierliche (analoge) Filter zur Anwendung.

Literatur

Einzelnachweise

  1. Rüdiger Ballas, Günther Pfeifer, Roland Werthschützky: Elektromechanische Systeme der Mikrotechnik und Mechatronik. 2. Auflage. Springer, 2009, ISBN 978-3-540-89320-2.

Weblinks


Wikimedia Foundation.

Игры ⚽ Нужно сделать НИР?

Schlagen Sie auch in anderen Wörterbüchern nach:

  • Analoges Filter — Der Begriff Analoger Filter versteht sich als Gegensatz zur zunehmenden Verwendung digitaler Filter. Analogfilter dämpfen oder verstärken (wie ihre digitalen Gegenstücke) bestimmte Signalanteile bzw. Schwingungen in einem Gemisch von Frequenzen.… …   Deutsch Wikipedia

  • Elektronischer Filter — Die Elektrotechnik bezeichnet Schaltungen als Filter, die ein elektrisches Signal abhängig von der Frequenz in der Amplitude und Phase verändern. Dadurch können unerwünschte Signalanteile abgeschwächt und unterdrückt werden. Bekannte Anwendungen… …   Deutsch Wikipedia

  • Filter (Elektronik) — Die Elektrotechnik bezeichnet Schaltungen als Filter, die ein elektrisches Signal abhängig von der Frequenz in der Amplitude und Phase verändern. Dadurch können unerwünschte Signalanteile abgeschwächt und unterdrückt werden. Bekannte Anwendungen… …   Deutsch Wikipedia

  • Filtertechnik — Die Elektrotechnik bezeichnet Schaltungen als Filter, die ein elektrisches Signal abhängig von der Frequenz in der Amplitude und Phase verändern. Dadurch können unerwünschte Signalanteile abgeschwächt und unterdrückt werden. Bekannte Anwendungen… …   Deutsch Wikipedia

  • Keramikfilter — Die Elektrotechnik bezeichnet Schaltungen als Filter, die ein elektrisches Signal abhängig von der Frequenz in der Amplitude und Phase verändern. Dadurch können unerwünschte Signalanteile abgeschwächt und unterdrückt werden. Bekannte Anwendungen… …   Deutsch Wikipedia

  • Quarzfilter — Die Elektrotechnik bezeichnet Schaltungen als Filter, die ein elektrisches Signal abhängig von der Frequenz in der Amplitude und Phase verändern. Dadurch können unerwünschte Signalanteile abgeschwächt und unterdrückt werden. Bekannte Anwendungen… …   Deutsch Wikipedia

  • Siebschaltung — Die Elektrotechnik bezeichnet Schaltungen als Filter, die ein elektrisches Signal abhängig von der Frequenz in der Amplitude und Phase verändern. Dadurch können unerwünschte Signalanteile abgeschwächt und unterdrückt werden. Bekannte Anwendungen… …   Deutsch Wikipedia

  • Waldorf Synthesizer — Die Waldorf Music GmbH ist ein deutscher Hersteller von Synthesizern. Gegründet wurde die Firma am 1. Januar 2003 als Nachfolger der insolventen Waldorf Electronics GmbH. Die bekanntesten Produkte, die den Namen Waldorf tragen, sind der Microwave …   Deutsch Wikipedia

  • Addierverstärker — Der Operationsverstärker (Abk. OP, OPV, OV, OpAmp, OA) ist ein elektronischer Verstärker, der einen invertierenden und einen nichtinvertierenden Eingang besitzt und eine sehr hohe Verstärkung aufweist. Als Eingangsschaltung wird immer ein… …   Deutsch Wikipedia

  • Allpass — Ein Allpassfilter, auch nur Allpass genannt, ist ein elektrisches Filter, das im Idealfall für alle Frequenzen einen konstanten Betragsfrequenzgang aufweist, während die Phasenverschiebung von der Frequenz abhängt. Allpässe werden unter anderem… …   Deutsch Wikipedia

Share the article and excerpts

Direct link
Do a right-click on the link above
and select “Copy Link”