Filteregenskaper

Filteregenskaper beskriver hur ett filter påverkar en signals frekvensinnehåll och tidsförlopp. Filter används inom telekommunikation, ljud- och bildbehandling, mätinstrument och elektronik. Beroende på applikation kan filter vara analoga eller digitala och utformas för olika krav på bandbredd, dämpning och tidsfördröjning.

De centrala egenskaperna inkluderar avskärningsfrekvensen (cutoff), som anger vid vilka frekvenser filtret börjar dämpa signalen. Passbandet är det frekvensområde där amplituden är nära oförändrad, medan stopbandet är området där signalen dämpas kraftigt. Dämpningsnivåerna anges ofta i decibel. Passbandsrippel beskriver hur mycket förstärkningen varierar inom passbandet, och gruppfördröjningen beskriver hur olika frekvenser fördröjs relativt varandra. Fasresponsen visar hur fasen varierar med frekvens och kan vara linjär i vissa designmetoder för att minimera fasförvrängning.

Vanliga filtertyper är lågpass, högpass, bandpass och bandstopp. Analoga filter används i fysiska system, medan digitala filter behandlar samples i en dator eller processor. Inom digitala filter är två vanliga typer FIR och IIR. FIR-filter har ofta exakt linjär fas och är stabila, men kräver fler koefficienter än IIR-filter. IIR-filter kan nå skarpare avskärningar med färre koefficienter men kan medföra fasförvrängning och stabilitetsproblem.

Vid design specificeras målband, tillåten ripple i passband och önskad dämpning i stopbandet. Resultatet utvärderas i frekvensdomänen och tidsdomänen, och krav ställs mot verkliga begränsningar som komponentkvalitet eller beräkningskraft.