Integrator Hochpass

Ein Integrator, der hohe Frequenzen nur zu einem gewissen Grad dämpft

Integrator Hochpass

Schema	Theorie:
	Ein Integrator ist grundsätzlich ein Tiefpass, der hohe Frequenzen sperrt. Doch diese Schaltung integriert tiefe Frequenzen, ohne hohe Frequenzen zu dämpfen. Die Dämpfung, die der Integrator bei hohen Frequenzen übelicherweise aufweist, wird in dieser Schaltung durch einen Knick im Frequenzgang gestoppt und die Verstärkungskurve geht in die Horizontale über. ACHTUNG, diese Schaltung integriert tiefe Frequenzen im Kondensator und der Operationsverstärker geht mit seinem Ausgang schnell in die DC-Begrenzung durch die limitierte Speisespannung. Die Verwendung der Schaltung sollte nur erfolgen, wenn man wirklich weiss, was man tut. Am besten befindet sich diese Schaltung innerhalb eines übergeordneten Regelkreises, der dafür sorgt, dass keine Spannung in die Begrenzung geht. Bei tiefen Frequenzen ist der Kondensator in der Gegenkopplung sehr hochohmig und die Verstärkung ist gross. Deshalb werden tiefe Frequenzen in dieser Schaltung rasch aufintegriert. Bei hohen Frequenzen aber, sinkt die Impedanz des Kondensators und es wirkt nur noch R2. Dann ist die Verstärkung der Schaltung durch R1 und R2 gegeben.

Parametereingabe		Berechnete Werte

R₁=		V_out=

R₂=		φ_Vout=

C₁=		I_R1=

V_in=		φ_IR1=

f_Vin=		Vout/Vin=

		a_VoutVin=

		f_g=

Verwendung als PI-Regler

Der Integrator Hochpass ist eine exotische Schaltung, die nicht viel Anwendung findet. Sie ist sehr schwierig einzusetzen, weil der Kondensator sich an der Speisespannungslimite sättigt, sollte am Eingang eine DC-Spannung anliegen. Auch AC-Spannungen mit kleinem DC Offset bringen diese Schaltung schnell an den Anschlag. Denkbar ist die Schaltung innerhalb eines Reglersystems als PI-Regler. In diesem Fall ist ein Feedback vom Ausgang an den Eingang nötig, bei dem dafür gesorgt wird, dass DC-Anteile weggeregelt werden.

Phasendrehung

Bei hohen Frequenzen wirkt der Kondensator wie ein Kurzschluss und hat keinen Einfluss auf die Phasendrehung. Deshalb ist die Phasenverschiebung von 180° nur durch die invertierende Verstärkerkonfiguration gegeben. Bei tiefen Frequenzen verursacht der Kondensator eine zusätzliche Phasendrehung von -90°. Die Gesamtphasendrehung ist dann 90°.