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2022-11-02T15:53:42Z

Anwendung und Bedeutung

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Der '''Tastgrad''' (auch '''Aussteuergrad''', {{enS|''duty cycle''}}) gibt für eine periodische Folge von [[Impulstechnik|Impulsen]] gemäß [[Normung]]<ref>DIN 5483-1:1983-06 ''Zeitabhängige Größen − Benennung der Zeitabhängigkeit''</ref><ref>DIN EN 60469:2014-02 ''Übergänge, Impulse und zugehörige Schwingungsabbilder – Begriffe, Definitionen und Algorithmen''</ref> das Verhältnis der Impulsdauer zur [[Periodendauer]] an. Der Tastgrad wird als Verhältniszahl der [[Größe der Dimension Zahl|Dimension Zahl]] mit einem Wertebereich von 0 bis 1 oder 0 bis 100 % angegeben. Dieses wird nachfolgend an idealen Impulsen erläutert, die eine [[Rechteckschwingung]] bilden. Für den Tastgrad <math>D</math> gilt:
[[Datei:Pulsform.svg|mini|Zeitverlauf eines Rechtecksignals<br /><math>y_-</math>: [[Gleichwert]]; <math>y_\mathrm{eff}</math>: [[Effektivwert]]]]

:<math>D = \frac{\tau}T</math>
{| style="margin-left:4em"
|-
| <math>\tau</math> :|| Impulsdauer
|-
| <math>T</math> :|| Periodendauer
|}

Speziell für <math>D = 0{,}5 = 50\,\%</math> entsteht ein ''symmetrischer'' [[Puls (Elektrotechnik)|Puls]].

Der Begriff '''Tastverhältnis''' kommt in den genannten Normen nicht vor und wird in der Literatur nicht einheitlich verwendet; er wird sowohl für den Tastgrad<ref>{{Literatur |Autor=Klaus Beuth, Wolfgang Schmusch |Titel=Grundschaltungen |Auflage=13. |Verlag=Vogel Fachbuch |Ort=Würzburg |Datum=1998 |ISBN=3-8023-1733-5}}</ref> als auch dessen Kehrwert<ref>{{Literatur |Autor=Brechmann, Dzieia, Hörnemann, Hübscher, Jagla, Petersen |Titel=Elektrotechnik Tabellen Kommunikationstechnik |Auflage=3. |Verlag=Westermann |Ort=Braunschweig |Datum=2001 |ISBN=3-14-225037-9}}</ref> als auch für das Verhältnis zwischen Impulsdauer und Impulsabstand<ref>Dietmar Benda: ''Wie misst man mit dem Oszilloskop?'' Franzis, 2007, ISBN 978-3-7723-6766-3.</ref> verwendet. Die letzte Variante entspricht dem nicht mehr genormten Begriff ''Ein-Aus-Verhältnis'', also dem Verhältnis <math>\tfrac \tau{T-\tau}</math> mit einem Wertebereich von 0 bis <math>\infty</math>.

== Anwendung und Bedeutung ==
[[Datei:Tastgrad-Spektrum.ogv|mini|Frequenzspektrum in Abhängigkeit vom Tastgrad]]
Durch Variation des Tastgrades lässt sich der [[Gleichwert]] der [[Elektrische Spannung|elektrischen Spannung]] ändern. Da diese Einstellung aufgrund des Schaltens nahezu ohne [[Verlustleistung]] erfolgt – im Gegensatz zur Einstellung mit einem [[Vorwiderstand]] –, ist diese digitaltechnische Methode eine verbreitete Methode zur Steuerung elektrischer Spannung und [[Elektrische Leistung|Leistung]]. Anwendungen sind [[Schaltnetzteil]]e und die [[Schwingungspaketsteuerung]] für Heizungen.

Die zugrundeliegende [[Pulsdauermodulation]] ist auch eine Modulationsart zur Erzeugung stufenlos einstellbarer [[Gleichspannung]], in der die [[Demodulation]] durch einen [[Tiefpass]] hinter der pulsdauermodulierenden Schaltung zur Mittelwertbildung führt. Trotz des Ein-Aus-Schaltens entsteht ein [[Analogsignal]], da der Tastgrad eine stufenlos einstellbare Größe ist. Bei genügend trägen Anwendungen wird auf den Tiefpass verzichtet, weil zur Mittelwertbildung alleine schon die Trägheit des Systems ausreicht, zum Beispiel bei Heizungen.

Auch manche [[Digitale Messtechnik#Digital-Analog-Umsetzer (DAU)|Digital-Analog-Umsetzer]] arbeiten mit einstellbarem Tastgrad. Bei einer Rechteckspannung mit konstanter Periodendauer bestimmt die digitale Eingangsinformation die in diesem Fall schrittweise einstellbare Impulsbreite und somit die dazu proportionale mittlere Ausgangsspannung.

Bei der [[Phasenanschnittsteuerung]] werden Motordrehzahlen eingestellt mittels variablen Tastgrades an einer sinusförmigen Spannung. Entsprechendes gilt für die [[Choppersteuerung]].

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Anpassung (Elektrotechnik)]]
[[Kategorie:Theoretische Elektrotechnik]]
[[Kategorie:Wikipedia:Artikel mit Video]]

Tastgrad - Versionsgeschichte

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