RC Tiefpass Rechner

RC Tiefpass Rechner

Der RC Tiefpass Rechner hilft bei der Dimensionierung von R und C dieser wichtigen Grundschaltung.


Schema

So funktionierts:

RC Tiefpass Rechner

Der RC Tiefpass ist ein Filter, das aus einem Widerstand R und einem Kondensator C besteht. Es dämpft Frequenzen oberhalb seiner Grenzfrequenz, während es Frequenzen unterhalb seiner Grenzfrequenz fast ungedämpft passieren lässt.

Im Rechner-Tool auf dieser seite kannst du R, C, die Eingangsspannung und die Eingangsfrequenz einstellen um zu berechnen, wie sich das Filter verhält.

Der Aufbau gleicht einem Spannungsteiler, bei dem ein Widerstand durch einen Kondensator ersetzt wurde. Der Frequenzabhängige Blindwiderstand des Kondensators sorgt dafür, dass das Teilerverhältnis nicht bei jeder Frequenz dasselbe ist.

Bei hohen Frequenzen ist C niederohmig und schliesst das Ausgangssignal auf Masse kurz. Bei tiefen Frequenzen ist C hochohmiger als R und das Ausgangssignal vom Tiefpass wird nicht nach Masse abgeleitet.

Ist der Ausgang nicht zu fest belastet, fliessen durch R und durch C derselbe Strom I. Weil bei einem Kondensator aber der Strom um 90° zur Spannung verschoben ist, bedeutet das, dass die Spannungen über R und C im Tiefpass auch eine Phasenverschiebung von 90° aufweisen. Aus dem Zeigerdiagramm sind die Phasen der Spannungen ersichtlich. Aus der Eingangsspannung Vin bilden sich die Spannungen Vc und VR. Die Ausgangsspannung Vc ergibt sich im RC Tiefpass deshalb nicht nach der Formel Vin- VR = Vc, sondern die Spannungen müssen mit dem Satz des Pythagoras berechnet werden. Bei der Grenzfrequenz sind der Blindwiderstand Xc und der Widerstand R gleich gross. Entsprechend sind auch die Spannungen über den Bauteilen des RC Tiefpasses gleich gross. Sie betragen dann je 0.707V.


Parametereingabe

Berechnete Werte

R=

VC=

C=

VR=

VIN=

φ=

f=

fg=

Vout/Vin=

a=

XC=

ZIn=

I=

Tau=

Die Grenzfrequenz fg

Bei der Grenzfrequenz fg vom RC Tiefpass, sind der Blindwiderstand Xc und der Widerstand R gleich gross. Entsprechend sind auch die Spannungen über den Bauteilen des RC Tiefpasses gleich gross. Sie betragen dann je 0.707V.


Die Phasenverschiebung φ

Die Phasenverschiebung φ im RC Tiefpass zwischen Eingangsspannung und Ausgangsspannung steigt mit zunehmender Frequenz und Dämpfung. Bei Tiefen Frequenzen geht sie gegen 0°, bei Frequenzen über der RC Tiefpass Grenzfrequenz geht sie gegen 90°.