Sperrkreis

In der Elektrotechnik ist ein Sperrkreis eine Anordnung, die eine bestimmte Frequenz einer elektromagnetischen Schwingung sperrt, weil der Widerstand hier besonders groß ist. Er kann durch Parallelschaltung einer Spule und eines Kondensators realisiert werden. Die Sperrfrequenz beträgt in diesem Fall:

Parallelschwingkreis

$f=\frac{1}{2\pi{}\sqrt{LC}}$

(Thomsonsche Schwingungsgleichung)

Dabei ist f die Sperrfrequenz, L die Induktivität der Spule und C die Kapazität des Kondensators.

Für diese Frequenz f sind die Wechselstromwiderstände von Spule (Χ_L) und Kondensator (Χ_C) gleich groß.

$\Chi_{L} = \omega L = \frac{1}{\sqrt{LC}} \cdot L = \frac{\sqrt{LC}}{LC} \cdot L = \frac{1}{\frac{1}{\sqrt{LC}} \cdot C} = \frac{1}{\omega C} = \Chi_{C}$

Daraus ergibt sich, dass die Ströme im Kondensator- und Spulenzweig gleich groß sind und antiparallel verlaufen. Der Schwingkreis befindet sich in Resonanz.

Anwendungen

In einem Antennendraht wird durch elektromagnetische Wellen ein Gemisch von Wechselströmen induziert. Wenn man nur am Empfang einer einzigen Frequenz interessiert ist, schaltet man einen Sperrkreis zwischen Antenne und Erdleitung. Dieser ist auf allen Frequenzen außerhalb seiner Resonanzfrequenz niederohmig und lässt die induzierten Ströme ungehindert zu Erde laufen. Nur in unmittelbarer Umgebung seiner Resonanzfrequenz wirkt er wie ein hochohmiger Widerstand und der Antennenstrom sorgt für eine messbare Spannungsdifferenz am Schwingkreis (siehe Detektorempfänger).

Bei der Übertragung von FM-Stereo auf UKW wird aus technischen Gründen ein Pilotton auf 19 kHz mitgesendet, der als unangenehmer Pfeifton hörbar ist. Deshalb wird seine Weiterleitung zum Nf-Verstärker durch einen Sperrkreis in der Nf-Leitung gesperrt. Beim Radio Data System kommt ein weiterer Pilotton auf 57 kHz dazu, der ebenfalls durch einen Sperrkreis gehindert wird, im Nf-Verstärker Störungen zu verursachen.

Früher wurden in analogen Telefonnetzen Gebührenanzeiger verwendet, die durch – parallel zur Sprache – übertragene Zählimpulse gesteuert wurden. Jeder Zählimpulses war eine 150 ms dauernde Schwingung auf 16 kHz, die durch einen Saugkreis zum Zählwerk geleitet wurden, für den Telefonteilnehmer aber durch einen Sperrkreis unhörbar gemacht wurden.

Siehe auch: Bandpass, Schwingkreis, Isolator#Frequenzselektive_Isolatoren