Filterdesign lernen: Interaktive Quizfragen und Übungen

Question 1

Bei welcher Frequenz fällt die Ausgangsleistung eines Tiefpassfilters um 3 dB ab?

Accepted Answer

Grenzfrequenz

Answer

Resonanzfrequenz

Answer

Mittenfrequenz

Answer

Bandbreite

Question 2

Welcher Filtertyp lässt ein bestimmtes Frequenzband passieren?

Accepted Answer

Bandpassfilter

Answer

Tiefpassfilter

Answer

Hochpassfilter

Answer

Bandsperrenfilter

Question 3

Welches passive Bauelement bestimmt die Grenzfrequenz eines Tiefpassfilters maßgeblich?

Accepted Answer

Kondensator

Answer

Widerstand

Answer

Spule

Answer

Diode

Question 4

Welche Filterentwurfsmethode bietet einen flachen Frequenzgang im Durchlassband?

Accepted Answer

Butterworth-Filter

Answer

Tschebyscheff-Filter

Answer

Bessel-Filter

Answer

Elliptischer Filter

Question 5

Welche der aufgeführten Anwendungen von Filtern ist nicht korrekt?

Accepted Answer

Signalverstärkung

Answer

Rauschunterdrückung

Answer

Signalformung

Answer

Modulation

Question 6

Welcher Vorteil ergibt sich bei der Verwendung eines Butterworth-Filters im Vergleich zu einem Tschebyscheff-Filter?

Accepted Answer

Geringere Welligkeit im Durchlassband

Answer

Höhere Güte

Answer

Schmalere Grenzfrequenz

Answer

Geringere Kosten

Question 7

Was zeichnet passive Filter aus?

Accepted Answer

Sie verwenden nur passive Komponenten

Answer

Sie haben eine hohe Ausgangsleistung

Answer

Sie sind sehr rauscharm

Answer

Sie eignen sich für Hochfrequenzanwendungen

Question 8

Welche Art von Filter lässt nur Frequenzen unterhalb einer bestimmten Grenzfrequenz passieren?

Accepted Answer

Tiefpassfilter

Answer

Hochpassfilter

Answer

Bandpassfilter

Answer

Bandsperrenfilter

Question 9

Welches passive Bauelement wird in Filterschaltungen verwendet, um Induktivitäten zu simulieren?

Accepted Answer

Kondensator

Answer

Spule

Answer

Widerstand

Answer

Transistor

Question 10

Welcher Filtertyp blockiert ein bestimmtes Frequenzband?

Accepted Answer

Bandsperrenfilter

Answer

Tiefpassfilter

Answer

Hochpassfilter

Answer

Bandpassfilter

Question 11

Was ist der Gütefaktor eines Filters?

Accepted Answer

Das Verhältnis von Grenzfrequenz zu Bandbreite

Answer

Das Verhältnis von Bandbreite zu Grenzfrequenz

Answer

Das Verhältnis von Amplitude zu Phase

Answer

Das Verhältnis von Phase zu Amplitude

Question 12

Welcher IC-Typ wird häufig zur Realisierung von aktiven Filterschaltungen verwendet?

Accepted Answer

Operationsverstärker

Answer

Transistor

Answer

Diode

Answer

Thyristor

Question 13

Was beschreibt die Grenzfrequenz eines Tiefpassfilters?

Accepted Answer

Die Frequenz, bei der die Amplitude um 3 dB absinkt

Answer

Die Frequenz, bei der die Phase um 90° gedreht wird

Answer

Die Frequenz, bei der die Ausgangsspannung der Eingangsspannung entspricht

Answer

Die Frequenz, bei der der Filter keine Signale mehr durchlässt

Question 14

Was ist der Qualitätsfaktor (Q) eines Resonanzkreises?

Accepted Answer

Das Verhältnis der Resonanzfrequenz zur Bandbreite

Answer

Das Verhältnis von Induktivität zu Kapazität

Answer

Das Verhältnis der Ausgangsspannung zur Eingangsspannung

Answer

Das Verhältnis des Widerstandes zur Induktivität

Question 15

Welcher Filtertyp blockiert ein bestimmtes Frequenzband?

Accepted Answer

Bandsperrenfilter

Answer

Tiefpassfilter

Answer

Hochpassfilter

Answer

Bandpassfilter

Question 16

In welcher Einheit wird die Phasenverschiebung in einem Filter angegeben?

Accepted Answer

Grad

Answer

Hertz

Answer

Ohm

Answer

Farad

Question 17

Welches Diagramm wird verwendet, um den Frequenzgang eines Filters darzustellen?

Accepted Answer

Bode-Diagramm

Answer

Nyquist-Diagramm

Answer

Smith-Diagramm

Answer

Phasendiagramm

Question 18

Welche Filterart hat eine niedrige Impedanz für eine bestimmte Frequenz?

Accepted Answer

Bandpassfilter

Answer

Tiefpassfilter

Answer

Hochpassfilter

Answer

Bandsperrenfilter

Question 19

Welcher Filtertyp lässt nur niedrige Frequenzen durch?

Accepted Answer

Tiefpassfilter

Answer

Hochpassfilter

Answer

Bandpassfilter

Answer

Bandsperrenfilter

Question 20

Welches Kriterium ist entscheidend bei der Auswahl von Filterkomponenten?

Accepted Answer

Frequenzbereich und Gütefaktor

Answer

Größe und Gewicht

Answer

Kosten und Verfügbarkeit

Answer

Leistung und Spannungsfestigkeit

Question 21

In welcher Anwendung werden Bandpassfilter typischerweise eingesetzt?

Accepted Answer

Alle genannten Anwendungen

Answer

Rauschunterdrückung in Audiosignalen

Answer

Modulations- und Demodulationsverfahren

Answer

Frequenzweichen in Lautsprechersystemen

Question 22

Was ist der Zweck eines Bandsperrenfilters?

Accepted Answer

Unterdrückung bestimmter Frequenzbereiche

Answer

Verstärkung bestimmter Frequenzbereiche

Answer

Erzeugung von harmonischen Schwingungen

Answer

Dämpfung von Rauschen über einen weiten Frequenzbereich

Question 23

Was ist der wesentliche Unterschied zwischen einem aktiven und einem passiven Filter?

Accepted Answer

Aktive Filter verwenden aktive Komponenten wie Operationsverstärker, während passive Filter nur passive Komponenten wie Widerstände und Kondensatoren verwenden.

Answer

Passive Filter verwenden aktive Komponenten wie Operationsverstärker, während aktive Filter nur passive Komponenten wie Widerstände und Kondensatoren verwenden.

Answer

Aktive Filter haben eine höhere Verstärkung als passive Filter.

Answer

Passive Filter haben eine höhere Verstärkung als aktive Filter.

Question 24

Welches Bauteil wird in einem Tiefpassfilter eingesetzt, um hohe Frequenzen zu blockieren?

Accepted Answer

Kondensator

Answer

Spule

Answer

Widerstand

Answer

Diode

Question 25

Welche Filterart weist einen Durchlassbereich auf, der durch zwei Grenzfrequenzen definiert ist?

Accepted Answer

Bandpassfilter

Answer

Hochpassfilter

Answer

Tiefpassfilter

Question 26

Was ist das vorrangige Ziel eines Butterworth-Filters?

Accepted Answer

Maximale Flachheit des Amplitudengangs im Durchlassband

Answer

Minimale Phasenverschiebung im Durchlassband

Answer

Steile Flankensteilheit

Question 27

Wie definiert sich die Güte eines Resonators?

Accepted Answer

Q = f_0 / Δf

Answer

Q = D / f_0

Answer

Q = f_0 / D

Answer

Q = Δf / f_0

Question 28

Worin besteht der grundlegende Unterschied zwischen einem idealen und einem realen Filter?

Accepted Answer

Ideale Filter sind verlustfrei, während reale Filter Verluste aufweisen.

Answer

Ideale Filter haben eine unendliche Bandbreite, während reale Filter eine endliche Bandbreite haben.

Answer

Ideale Filter haben einen konstanten Verstärkungsfaktor, während reale Filter einen variablen Verstärkungsfaktor haben.

Question 29

Welches Kriterium ist maßgeblich für die Bestimmung der Ordnung eines Filters?

Accepted Answer

Steilheit der Flankensteilheit

Answer

Grenzfrequenz

Answer

Durchlassbereich

Answer

Sperrbereich

Question 30

Welche Überlegung spielt eine wichtige Rolle bei der Auslegung von Filtern für praktische Anwendungen?

Accepted Answer

Verfügbarkeit und Kosten der Bauteile

Answer

Umweltverträglichkeit

Answer

Ästhetik des Designs

Answer

Ausschließlich die theoretische Leistung

Question 31

Welche der folgenden Aussagen beschreibt treffend die grundlegende Funktionsweise eines Tiefpassfilters?

Accepted Answer

Lässt niedrige Frequenzen passieren und dämpft hohe Frequenzen.

Answer

Lässt hohe Frequenzen passieren und dämpft niedrige Frequenzen.

Answer

Lässt alle Frequenzen passieren.

Question 32

Welche Bauelemente sind typischerweise in Filterschaltungen anzutreffen?

Accepted Answer

Widerstände, Kondensatoren und Spulen

Answer

Nur Widerstände und Kondensatoren

Answer

Nur Spulen und Kondensatoren

Answer

Transistoren, Dioden und Operationsverstärker

Question 33

Wie lautet die Übertragungsfunktion eines idealen Tiefpassfilters mit einer Grenzfrequenz f_c?

Accepted Answer

H(f) = 1 für f < f_c und 0 für f > f_c

Answer

H(f) = 1 für f > f_c und 0 für f < f_c

Answer

H(f) = f_c/f für f < f_c und 0 für f > f_c

Answer

H(f) = f/f_c für f < f_c und 1 für f > f_c

Question 34

Welches Filterdesignverfahren verwendet Butterworth-Polynome?

Accepted Answer

Butterworth-Filter

Answer

Elliptischer Filter

Answer

Tschebyscheff-Filter

Answer

Bessel-Filter

Question 35

Welches ist der wesentliche Vorteil von Butterworth-Filtern im Vergleich zu anderen Filtertypen?

Accepted Answer

Maximale Flachheit des Frequenzgangs im Durchlassbereich

Answer

Geringere Gruppenlaufzeitverzerrung

Answer

Steile Flanken im Sperrbereich

Question 36

Welche Filterschaltung weist die höchste Güte auf?

Accepted Answer

LC-Resonanzkreis

Answer

RC-Tiefpassfilter

Answer

LC-Bandsperrenfilter

Answer

RL-Hochpassfilter

Question 37

Welcher Parameter beschreibt die Steilheit der Filterflanken?

Accepted Answer

Flankensteilheit

Answer

Sperrbereich

Answer

Güte

Answer

Durchlassbereich

Question 38

Was ist das Ziel der Filteranpassung?

Accepted Answer

Minimierung von Reflexionen an den Anschlüssen

Answer

Erhöhung der Bandbreite

Answer

Maximierung der Verstärkung

Answer

Minimierung des Rauschens

Question 39

Welche Filterart weist eine konstante Dämpfung über einen bestimmten Frequenzbereich auf und lässt nur Frequenzen unterhalb einer Grenzfrequenz passieren?

Accepted Answer

Tiefpassfilter

Answer

Bandsperrenfilter

Answer

Bandpassfilter

Answer

Hochpassfilter

Question 40

Wie lautet die normierte Übertragungsfunktion eines Butterworth-Tiefpassfilters n-ter Ordnung?

Accepted Answer

|H(f)| = 1/(√(1 + (f/fc)^2n))

Answer

|H(f)| = 1 - (f/fc)^2

Answer

|H(f)| = e^(-f/fc)

Answer

|H(f)| = 1/(1 + (f/fc))

Question 41

Welcher Filtertyp dämpft ein bestimmtes Frequenzband?

Accepted Answer

Bandsperrenfilter

Answer

Bandpassfilter

Answer

Hochpassfilter

Answer

Tiefpassfilter

Question 42

Welche Größe bestimmt die Frequenz, bei der die Übertragungsfunktion eines Filters -3 dB beträgt?

Accepted Answer

Grenzfrequenz

Answer

Gütefaktor

Answer

Dämpfungsfaktor

Question 43

Welcher Filtertyp wird eingesetzt, um hochfrequente Rauschsignale zu entfernen?

Accepted Answer

Tiefpassfilter

Answer

Hochpassfilter

Answer

Bandpassfilter

Answer

Bandsperrenfilter

Question 44

Wie lautet die Güte Q eines Filters, der einen Dämpfungsfaktor von -3 dB bei einer Frequenz von 1 kHz und -6 dB bei einer Frequenz von 1,2 kHz aufweist?

Accepted Answer

2

Answer

1

Answer

4

Answer

3

Question 45

Welches Filterdesignkriterium beschreibt die maximale Abweichung der Übertragungsfunktion von ihrem idealen Wert?

Accepted Answer

Rippel

Answer

Gütefaktor

Answer

Steilheit

Answer

Grenzfrequenz

Question 46

Welches aktive Filter nutzt einen Verstärker mit Gegenkopplung, um den gewünschten Frequenzgang zu erzielen?

Accepted Answer

Sallen-Key-Filter

Answer

Butterworth-Filter

Answer

Bessel-Filter

Answer

Tschebyscheff-Filter

Question 47

Welche Formel wird verwendet, um die Grenzfrequenz eines RC-Tiefpassfilters zu berechnen?

Accepted Answer

f = 1 / (2πRC)

Answer

f = RC

Answer

f = 1 / RC

Answer

f = 2πRC

Question 48

Welcher Filtertyp blockiert den gewünschten Frequenzbereich in seinem Durchlassbereich?

Accepted Answer

Bandsperrenfilter

Answer

Bandpassfilter

Answer

Hochpassfilter

Answer

Tiefpassfilter

Question 49

Welche Topologie wird verwendet, um einen Hochpassfilter mit einem Kondensator und einer Induktivität zu realisieren?

Accepted Answer

L-Filter

Answer

Doppel-T-Filter

Answer

T-Filter

Answer

π-Filter

Question 50

Welcher Parameter beschreibt die Güte eines Filters?

Accepted Answer

Q-Faktor

Answer

Dämpfung

Answer

Resonanzfrequenz

Answer

Bandbreite

Question 51

Welche Methode wird verwendet, um die Filterordnung zu erhöhen?

Accepted Answer

Kaskadierung

Answer

Rückkopplung

Answer

Parallelschaltung

Answer

Serienschaltung

Question 52

Welcher Filtertyp wird verwendet, um einen bestimmten Frequenzbereich zu isolieren?

Accepted Answer

Bandpassfilter

Answer

Hochpassfilter

Answer

Tiefpassfilter

Answer

Bandsperrenfilter

Question 53

Welche Aussage über Butterworth-Filter ist korrekt?

Accepted Answer

Sie verfügen über einen maximal flachen Durchlassbereich.

Answer

Sie sperren alle Frequenzen oberhalb der Grenzfrequenz.

Answer

Sie weisen einen maximal steilen Abfall auf.

Question 54

Welches der folgenden Filterdesigns verwendet einen Kondensator und einen Widerstand?

Accepted Answer

Tiefpassfilter

Answer

Bandsperrenfilter

Answer

Hochpassfilter

Answer

Bandpassfilter

Question 55

Was ist die Grenzfrequenz eines Tiefpassfilters?

Accepted Answer

Die Frequenz, bei der die Verstärkung auf 3 dB abfällt

Answer

Die Frequenz, bei der die Verstärkung auf 6 dB abfällt

Answer

Die Frequenz, bei der die Verstärkung auf 0 dB abfällt

Question 56

Welches der folgenden Kriterien ist bei der Auswahl eines geeigneten Operationsverstärkers für einen Filter zu berücksichtigen?

Accepted Answer

Bandbreite

Answer

Ruhestrom

Answer

Verstärkungsfaktor

Answer

Eingangsoffset

Question 57

Was ist der Zweck eines Vorwiderstands in einem Hochpassfilter?

Accepted Answer

Begrenzung des Eingangsstroms

Answer

Reduzierung des Verstärkungsfaktors

Answer

Erhöhung der Grenzfrequenz

Answer

Anpassung der Impedanz

Question 58

Welche der folgenden Aussagen über Bandsperrenfilter ist richtig?

Accepted Answer

Sie lassen Frequenzen innerhalb eines bestimmten Bereichs passieren

Answer

Sie lassen alle Frequenzen außer einem bestimmten Bereich passieren

Answer

Sie verstärken alle Frequenzen

Question 59

Wie lautet die Übertragungsfunktion eines idealen Tiefpassfilters?

Accepted Answer

H(f) = 1 für f < f_g und 0 für f ≥ f_g

Answer

H(f) = 0 für f < f_g und 1 / f für f ≥ f_g

Answer

H(f) = 0 für f < f_g und 1 für f ≥ f_g

Answer

H(f) = 1 / f für f < f_g und 0 für f ≥ f_g

Question 60

Welches der folgenden Werkzeuge wird häufig zur Simulation und Analyse von Filterdesigns verwendet?

Accepted Answer

SPICE

Answer

MATLAB

Answer

Excel

Answer

AutoCAD

Question 61

Wie lautet die Formel zur Berechnung der Grenzfrequenz eines RC-Tiefpassfilters?

Accepted Answer

f_g = 1 / (2πRC)

Answer

f_g = πRC / 2

Answer

f_g = 2πRC

Answer

f_g = RC / 2π

Question 62

Welche der folgenden Aussagen über die Verstärkung eines Tiefpassfilters ist richtig?

Accepted Answer

Sie nimmt mit steigender Frequenz ab

Answer

Sie bleibt konstant

Answer

Sie nimmt mit steigender Frequenz zu

Answer

Sie ist unabhängig von der Frequenz

Question 63

Welches der folgenden Kriterien ist bei der Auswahl geeigneter Kondensatoren für Filterdesigns zu berücksichtigen?

Accepted Answer

Kapazitätswert und Spannungsfestigkeit

Answer

Markenname und Verfügbarkeit

Answer

Form und Größe

Answer

Gewicht und Farbe