Aufgaben:Exercise 1.2Z: Measurement of the Frequency Response

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Zur messtechnischen Bestimmung des Frequenzgangs von Filtern wird ein sinusförmiges Eingangssignal mit der Amplitude 2 V und vorgegebener Frequenz $f_0$ angelegt. Das Ausgangssignal $y(t)$ bzw. dessen Spektrum $Y(f)$ werden dann nach Betrag und Phase ermittelt.

Das Betragsspektrum am Ausgang von Filter A lautet mit der Frequenz $f_0 =$ 1 kHz: $$|Y_{\rm A} (f)| = 1.6\hspace{0.05cm}{\rm V} \cdot {\rm \delta } (f \pm f_0) + 0.4\hspace{0.05cm}{\rm V} \cdot {\rm \delta } (f \pm 3 f_0) .$$ Bei einem anderen Filter B ist das Ausgangssignal dagegen stets eine harmonische Schwingung mit der (einzigen) Frequenz $f_0$. Bei den in der Tabelle angegebenen Frequenzen $f_0$ werden die Amplituden $A_y(f_0)$ und die Phasen $φ_y(f_0)$ gemessen. Hierbei gilt: $$Y_{\rm B} (f) = \frac{A_y}{2} \cdot {\rm e}^{ {\rm j} \varphi_y} \cdot {\rm \delta } (f + f_0) + \frac{A_y}{2} \cdot {\rm e}^{ -{\rm j} \varphi_y} \cdot {\rm \delta } (f - f_0).$$ Das Filter B soll in der Aufgabe in der Form $$H_{\rm B}(f) = {\rm e}^{-a_{\rm B}(f)}\cdot {\rm e}^{-{\rm j} \hspace{0.05cm} \cdot \hspace{0.05cm} b_{\rm B}(f)}$$

dargestellt werden; $a_{\rm B}(f)$ wird als Dämpfungsverlauf und $b_{\rm B}(f)$ als Phasenverlauf bezeichnet.

Hinweis: Diese Aufgabe bezieht sich auf den Theorieteil von Kapitel 1.1.

Fragebogen

1

Welche der Aussagen sind hinsichtlich des Filters A zutreffend?

	Es gilt $|H(f)| =$ 0.8.
	Das Filter A stellt kein LZI–System dar.
	Die Angabe eines Frequenzgangs ist nicht möglich.

2

Welche der Aussagen sind hinsichtlich des Filters B zutreffend?

	Filter B ist ein Tiefpass.
	Filter B ist ein Hochpass.
	Filter B ist ein Bandpass.
	Filter B ist eine Bandsperre.

3

Ermitteln Sie den Dämpfungswert und die Phase für $f_0 = 3$ kHz.

$a_{\rm B}(f_0 = \: \rm 3 \: kHz) =$ Np

$b_{\rm B}(f_0 = \: \rm 3 \: kHz) =$ Grad

4

Welcher Dämpfungs– und Phasenwert ergibt sich für $f_0 = 2$ kHz?

$a_{\rm B}(f_0 = \: \rm 2 \: kHz) =$ Np

$b_{\rm B}(f_0 = \: \rm 2 \: kHz) =$ Grad

Musterlösung

Solution

a)

b)

c)

d)

e)

f)

g)