Schema

So funktionierts:

Der RL Hochpass ist eine Filterschaltung zur Unterdrückung von tiefen Frequenzen. Während hohe Frequenzen relativ ungedämpft durch den Hochpass hindurch kommen, werden tiefe Frequenzen verhältnismässig stark gedämpft. Der RL Hochpass 1. Ordnung besteht aus einem Widerstand R und einer Spule L, die zusammen einen Spannungsteiler bilden. Da die Spule einen frequenzabhängigen Blindwiderstand hat, verhält sich der Spannungsteiler nicht bei allen Frequenzen gleich.

Bei tiefen Frequenzen ist die Spule niederohmig und schliesst am Ausgang des Filters das Signal kurz. Die Signalspannung fällt deshalb über dem Widerstand R ab und die Ausgangsspannung ist niedrig. Anders bei hohen Frequenzen: Dort zeigt die Spule einen Blindwiderstand, der grösser ist als derjenige vom Widerstand R. Das Signal wird zwischen Eingang und Ausgang nur schwach gedämpft, weil die Spule das Signal nicht gegen Masse ableitet. Die Ausgangsspannung ist dann fast so gross wie die Eingangsspannung.

Die Grenzfrequenz f_g

Die Grenzfrequenz f_g ist die Frequenz, wo der Blindwiderstand von L gleich gross ist wie der Widerstand von R. Der Spannugnsabfall über beiden Bauteilen ist dann gleich gross. Weil in der Spule die Spannung dem Strom vorauseilt und zwischen V_R und V_L eine Phasenverschiebung von 90° besteht, sind die Spannungen über R und L = Vin * 0.707.

Die Phasenverschiebung φ

DDie Phasenverschiebung &phi ist die zeitliche Verschiebung zwischen dem Eingangssignal V_in und dem Ausgangssignal V_L. Bei der Grenzfrequenz f_g ist diese Verschiebung immer 45°. Steigt die Frequenz an, tendiert die Phasenverschiebung zu 90°. Bei Frequenzen, die tiefer sind, als die Grenzfrequenz, geht die Phasenverschiebung gegen 0°.