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2025-07-30T15:51:05Z

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{{Begriffsklärungshinweis|Der [[Sperr-Kreis]] war eine Gruppe von Gegnern des NS-Regimes.}}
In der [[Elektrotechnik]] ist ein '''Sperrkreis''' eine Anordnung, die eine bestimmte [[Frequenz]] einer elektrischen [[Schwingung]] sperrt, weil dessen Widerstand hier besonders groß ist. Er kann durch einen [[Parallelschaltung|Parallel-]][[Schwingkreis]] realisiert werden, der in die Signalleitung geschaltet ist.

== Allgemeines ==
[[Datei:Sperrkreis.png|miniatur|In der Umgebung der Resonanzfrequenz blockiert der Sperrkreis bestehend aus ''C'' und ''L'' den Strom durch den Lastwiderstand ''R''L]]
Die Sperrfrequenz folgt aus der [[Thomsonsche Schwingungsgleichung|Thomsonschen Schwingungsgleichung]] und beträgt:

:<math>f=\frac{1}{2\pi{}\sqrt{LC}}</math>

Dabei ist ''f'' die Sperrfrequenz, ''L'' die Induktivität der [[Spule (Elektrotechnik)|Spule]] und ''C'' die Kapazität des [[Kondensator (Elektrotechnik)|Kondensators]], der Schwingkreis befindet sich dabei in [[Resonanz (Physik)|Resonanz]].

Für diese Frequenz ''f'' sind die [[Elektrische Impedanz|komplexen Wechselstromwiderstände]] von Spule (<math>\Chi_{L}</math>) und Kondensator (<math>\Chi_{C}</math>) im [[Betragsfunktion#Komplexe_Betragsfunktion|Betrag]] gleich groß, besitzen jedoch unterschiedliche [[Vorzeichen (Zahl)|Vorzeichen]] im [[Imaginärteil]].

:<math>|\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}|</math>

mit der [[Kreisfrequenz]] <math>\omega</math>.

Daraus ergibt sich, dass die Ströme im Kondensator- und Spulenzweig gleich groß sind und [[Parallelschaltung#Antiparallel|antiparallel]] verlaufen. Nach außen heben sie sich auf, woraus sich die Hochohmigkeit ergibt. <math>\omega L</math> bzw. <math>\frac{1}{\omega C}</math> ist bei ''f''res der Kennwiderstand des Schwingkreises. Je geringer er im Vergleich zur Impedanz der Signalleitung ist, desto selektiver beziehungsweise schmalbandiger ist die Sperrwirkung. Das liegt daran, dass dessen Dämpfung durch die Leitungsimpedanz dann geringer ist.

Da Schwingkreise mit niedrigem Kennwiderstand nur mit geringerer [[Gütefaktor|Güte]] realisierbar sind als solche mit hohem Kennwiderstand, greift man oft zum Mittel der induktiven Ankopplung, was auch die Einhaltung der Leitungsimpedanz außerhalb des Sperrbereiches erleichtert.

== Anwendungen ==
=== Störunterdrückung ===
[[Datei:UKW-Sperrkreis.jpg|mini|UKW-Sperrkreis für drei diskrete einstellbare Frequenzen, Größe etwa 200 mm]]In einem Antennenkabel oder auch im Antennendraht einer Drahtantenne wird durch elektromagnetische Wellen ein Gemisch von Wechselströmen unterschiedlicher Frequenzen und Amplituden induziert. Wenn man am Empfang eines schwachen Senders interessiert ist, neben dessen Frequenz ein starker Sender einfällt, schaltet man einen Sperrkreis in die Antennenleitung, der auf die Frequenz des starken Senders abgestimmt ist. Der Sperrkreis ist auf allen Frequenzen ''außerhalb'' seiner Resonanzfrequenz niederohmig und lässt diese passieren. Nur bei und in unmittelbarer Umgebung seiner Resonanzfrequenz wirkt er wie ein hochohmiger Widerstand und der das Empfangsgerät störende Sender wird gesperrt. Zum Beispiel war in der DDR ortsabhängig das Sperren starker Ortssender oder von Sendern der [[GSSD]] hilfreich, um [[Westfernsehen]] oder westdeutsche UKW-Sender empfangen zu können. Auch heute angeboten, dienen solche Sperrkreise dazu, einen oder mehrere UKW-Kanäle, auf denen ein starkes Sendesignal ansteht, zu dämpfen.

=== Mehrbandantennen ===
[[Datei:W3dzz antenna.svg|mini|hochkant=2|Skizze einer W3DZZ-Dipolantenne für Mehrbandbetrieb]]
Ein weiteres Beispiel für die Anwendung von Sperrkreisen ist die Nutzung von Drahtantennen für mehrere Frequenzbänder, beispielsweise bei einer [[Dipolantenne]] wie in nebenstehender Skizze dargestellt: Dabei werden in den Dipol der Antenne an bestimmten Stellen Sperrkreise ({{EnS|''trap''}}s) eingebaut, die deren Resonanz-Länge ''l''1 für das höherfrequente Band bestimmen. Auf diese Weise „endet“ die Antenne für die höhere Frequenz an dieser Stelle des Sperrkreises.

Beim zweiten, niedrigeren Frequenzband wirkt der Sperrkreis induktiv, sodass die Antenne elektrisch [[Verlängerungsspule|verlängert]], bzw. mechanisch verkürzt wird und die Gesamtlänge der Antenne bestehend aus der Länge ''l''1 + ''l''2 kann für dieses niedrige Band optimiert werden. Auf diese Weise werden insbesondere von [[Funkamateur]]en für mehrere [[Amateurfunkband|Amateurbänder]] nutzbare Antennen realisiert, beispielsweise die [[W3DZZ-Antenne|W3DZZ-Dipolantenne]] und diverse Modifikationen dieser Grundbauart.<ref>https://www.qsl.net/dl7jv/trap.htm Drahtantenne mit 4 Sperrkreisen für 5 Frequenzbänder</ref>

=== Telefonsystem ===
Früher wurden in analogen, kabelgebundenen Telefonnetzen, dem sogenannten [[Plain old telephone service|POTS]], als Zusatzfunktion [[Gebührenanzeiger]] verwendet, die durch – parallel zur Sprache – übertragene Zählimpulse gesteuert wurden. Jeder Zählimpuls war eine 150 ms dauernde Schwingung, beispielsweise wurden dafür 16 kHz in Deutschland oder 12 kHz in der Schweiz und Österreich genutzt, die durch einen [[Saugkreis]] zum Zählwerk geleitet wurden und für den Telefonteilnehmer durch einen Sperrkreis unhörbar gemacht wurden.<ref>[http://www.bayern-online.com/v2261/artikel.cfm?DID=203&Product_ID=22951 Übertragung der Zählimpulse beim Telefon]</ref>

== Literatur ==
* [[Alois Krischke]], [[Karl Rothammel]]: ''Rothammels Antennenbuch''. 13. Aufl. DARC-Verlag, Baunatal 2014, ISBN 978-3-88692-065-5 (EA Neuenhagen 1959)

== Quellen ==
<references/>

== Weblinks ==
{{Wiktionary}}

[[Kategorie:Funktechnik]]
[[Kategorie:Filter (Elektrotechnik)]]
[[Kategorie:Telefon]]

Sperrkreis - Versionsgeschichte

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