Cutofffrequentie

Cutofffrequentie, ook wel snijfrequentie of grensfrequentie genoemd, is een kenmerk van een filter of lineair tijdinvariant systeem dat aangeeft bij welke frequentie het doorlaatgedrag significant verandert. Een veelgebruikte definitie is dat de cutofffrequentie de frequentie is waarbij de magnitude van de overdrachtsfunctie afneemt tot 1/√2 van de passbandwaarde, wat overeenkomt met ongeveer -3 dB. Deze grensmarkering maakt onderscheid tussen de passband en de stopband.

In filters kan de cutofffrequentie voorkomen bij laagdoorlaat-, hoogdoorlaat-, banddoorlaat- en bandstop-filters. De exacte grens kan per ontwerp variëren; sommige specificaties gebruiken -6 dB of een andere grens afhankelijk van gewenste ripple of overgangsband.

Bij analoge filters is f_c vaak gerelateerd aan de componentwaarden en de filterorde. Bijvoorbeeld bij een eenvoudige RC-filter is f_c = 1/(2πRC). Bij digitale (sampled) filters wordt de cutofffrequentie meestal uitgedrukt als een verhouding ten opzichte van de bemonsteringfrequentie f_s, bijvoorbeeld ω_c = 2π f_c / f_s, waarbij ω in rad/sample is.

De cutofffrequentie bepaalt welke frequenties minimaal of maximaal doorgegeven worden en hoe abrupt de overgang naar de stopband is. De scherpte van de overgang hangt af van de filterordes en het type ontwerp (bijv. Butterworth, Chebyshev). Toepassingen bevinden zich in audio, communicatie en meetinstrumenten, waar de keuze voor f_c afstemt op gewenste bandbreedte en tolerantie op ripple en afkapping.