Frage von dreamerdk, 28

Mittelwertbildung nach Gleichrichtung, warum Tiefpassfilter?

Folgenden Punkt unter b) bei Digitalmessgeräten auf dem Foto verstehe ich nicht. Warum muss ein gleichgerichtetes Signal tiefpassgefiltert werden?

Wenn ein Signal gleichgerichtet wurde, dann hat es doch nur eine Frequenz und ohne negative Halbwelle. Wie hat man sich diesen Tiefpass vorzustellen? Wo ist hier das hochfrequente Signal?

Antwort
von weckmannu, 10

Meßgeräte zeigen Spannungswerte an. Da das gleichgerichtete Signal aus Halbwellen mit 50 oder 100 Hertz (bei Zweiweggleichrichtung) besteht, und das Digitalmeßgerät einzelne Punkte abtastet, würden die angezeigten Zahlen hin und her springen, beim Zeigerinstrument würde der Zeiger zittern. Um das Signal zu glätten, schaltet man ein Filter, z.b. RC-Glied, das aus den Impulsen einen ruhigen Mittelwert bildet.

Expertenantwort
von realistir, Community-Experte für Elektronik, 12

Du könntest manches besser verstehen wenn du lernen würdest in Zusammenhängen zu denken!

Ich übertreibe mal sinnbildlich ein bisschen, vielleicht verstehst du dann das angesprochene Thema etwas besser.

Wir messen mal sinnbildlich die Wellenhöhe von Wasser ;-)

Ich stelle also eine Badewanne 2,2 Meter vom Fußboden entfernt auf, so dass diese 2,2 Meter sich vom Boden der Wanne auf die Erde beziehen. In der Wanne lasse ich Wasser bewegen und die Wellen haben eine Höhe von 20 Centimeter und deren Wellenmittelpunkt liegt 30 cm über Wannenboden.

Warum versuche ich es dir so umständlich zu erläutern? Nunja, du solltest unterscheiden können auf welches "Bezugspotential" sich der jeweilige Zustand bezieht ;-)

Wenn wir zwei nun mal bei diesem gedanklichen Beispiel sinnbildlich von Gleichrichtung sprechen, indem wir uns nicht mehr auf den jeweiligen "Boden" beziehen, haben wir doch nur noch die Wellen übrig. Oder?

An den Wellen wurde nichts verändert, die gibt es weiterhin, nur bezieht sich jetzt die Betrachtung auf den tiefsten Wellenpunkt. Das bedeutet, wir haben nur noch die Wellenhöhe, die Form und Frequenz ist weiterhin gleich geblieben.

Sinngemäß versuchen wir nun per Tiefpass die Wellenhöhe auf das kleinste Maß zu reduzieren. Ideal wäre natürlich ein Strich. Nehmen wir an, das erreichen wir per Tiefpass, dann haben wir einen sinngemäßen Strich der noch in der Luft hängt ;-) Beziehen wir uns nun wieder auf den Bezugspunkt Erde, haben wir eine gleichgerichtete Größe.

Du darfst nicht übersehen, so ein digtales Messgerät kann jede Tausendelste Sekunde einen Wert messen, soll aber eine möglichst stabile Zahl anzeigen, sonst kann das nicht mehr gelesen werden ;-) Folglich muss so ein digitales Messgerät den Messwert über die Zeit mitteln, macht also so eine Art Mittelwertbildung daraus.

Stell dir nun mein oben beschriebenes Modell vor und du sollst nun eine Aussage zu der Messgröße machen. Dann müsstest du drei Werte benennen. Einmal Mittelwert der Wellen auf Erde bezogen, desweiteren wie weit von Erde sind die Wellentäler, und wie weit die Wellenoberflächen.

Je näher du per geeigneten Maßnahmen dem gedachten Mittelwert kommst um so idealer wäre es für das zu liefernden Messergebnisses.

Dieses gewünschte Messergebnis ist der sogenannte Effektivwert, also der Wert, den eine echt gleichgerichtete Größe bewirken kann.

Entschuldige, wenn ich dir dies vielleicht etwas umständlich verständlich machen wollte, aber sinnbildliche Vorstellungen helfen manchmal besser gewisse Dinge leichter zu verstehen.












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