Vor-/Nachteile/Unterschiede zwischen induktivem und kapazitivem Hochpassfilter

Sie scheinen von diesen beiden Varianten zu sprechen: -

Beide sind gleich gut, aber Sie werden feststellen, dass für niedrige Grenzfrequenzen (z. B. Audio) die parallele Ausgangsinduktivität im Vergleich zu einem Reihenkondensator physikalisch zu groß wird. Versuchen Sie einfach, einen 100-Hz-Filter mit einem 1-kOhm-Widerstand zu berechnen.

Der Kondensator sollte eine Reaktanz von 1000 Ohm bei 100 Hz haben, daher hat er einen Wert von 1,6 uF. Die Induktivität hat auch eine Reaktanz von 1000 Ohm und hat daher einen Wert von 1,6 Henry und wird im Vergleich sperrig sein, eine störende Eigenresonanzfrequenz im kHz-Bereich haben und wird möglicherweise 100-mal mehr kosten als der Kondensator.

Wenn Sie über eine viel niedrigere Impedanz nachdenken, ändern sich die Dinge. wenn R jetzt 10 Ohm ist, wäre L 16 mH und C wäre 160 uF, dh eine weniger eindeutige Unterscheidung.

Rechnen Sie nach und suchen Sie auf den Websites der Händler nach Induktoren.

Genau dasselbe Argument gilt für Tiefpassfilter, da dieselben Komponenten verwendet werden, aber die Ausgabe für Tiefpass über die "andere" Komponente erfolgt: -

Die beiden Schaltungskonfigurationen haben die gleiche Übertragungsfunktion, können also dazu gebracht werden, sich identisch wie Filter zu verhalten. Es gibt jedoch einen großen Unterschied in den Eingangs- und Ausgangsimpedanzen der beiden Netzwerke. Die CR-Konfiguration funktioniert, indem sie verhindert, dass die Niederfrequenzenergie von einer Quelle in den Filter eintritt, während die RL-Konfiguration diese Energie von der Last wegleitet.

Wenn Sie beispielsweise einen Leistungsverstärker haben, der ein Breitbandsignal in eine Last erzeugt, und Sie einen Filter hinzufügen möchten, um die Hochfrequenzkomponenten auszuwählen, wäre die CR-Konfiguration vorzuziehen. Dies liegt daran, dass der CR-Filter für die Frequenzen, die Sie nicht am Ausgang haben möchten, eine hohe Impedanz für den Verstärker darstellt. Im Gegensatz dazu stellt die RL-Konfiguration für diese Frequenzen eine niedrige Impedanz dar, wodurch der Verstärker gezwungen wird, ein Signal zu erzeugen, das Sie dann einfach auf Masse leiten.

Genau genommen sind sie nicht in Reihe, weil der Ausgang vom Mittelpunkt abgenommen wird.

Ein L + ein R Hochpassfilter ist mathematisch äquivalent zu einem C + ein R Hochpassfilter. Kein Unterschied, wenn die Komponenten ideal sind. In der Praxis werden die Induktivitäten viel schneller unbrauchbar als die Kondensatoren, wenn die Frequenz ansteigt. Dies liegt an den Verlusten und der Streukapazität in den Drahtspulen. Bei niedrigen Frequenzen sind die Induktoren sperrig.

Ein C + ein R-Filter ist oft zu unselektiv. Für eine steilere Frequenzunterscheidung sind komplexere Schaltungen erforderlich. Sie müssen Induktivitäten und Kondensatoren haben. Durch das Hinzufügen weiterer Rs und Cs kann man keinen Vorteil erzielen. Bei niedrigen Frequenzen (unter 1 MHz) kann der Bedarf an Induktivitäten durch die Verwendung eines opamp-basierten aktiven Filters überwunden werden. Es hat einen Operationsverstärker + Cs + Rs.

Dies alles wird in der mathematischen Schaltungssynthesetheorie bewiesen.