Grensfrequentie

Grensfrequentie is een term uit elektronica en signaalverwerking die de scheidslijn aangeeft in de frequentieresponst van een systeem, meestal tussen de passband en de stopband. Het begrip wordt vooral gebruikt bij filters en meettoepassingen om aan te geven welke frequenties nog als bruikbaar signaal gelden.

In de context van een filter is de grensfrequentie meestal de frequentie waarbij de amplitude van de transferfunctie daalt tot ongeveer 1/√2 (ongeveer 0,707) van de maximale waarde, wat overeenkomt met een verlies van -3 dB. Bij een laagdoorlaatfilter ligt deze grens onder de passband, bij een hoogdoorlaatfilter ligt hij boven de passband. Voor multi-pole filters kan deze grens meerdere keren voorkomen in de vorm van verschillende -3 dB-punten.

Voorbeeld: een eenvoudige RC-filter. Een RC-laagdoorlaattransferfunctie is H(jω) = 1/(1 + jωRC). De grensfrequentie is f_c = 1/(2πRC). Bijω = 2πf_c daalt de amplitude tot 1/√2. Een RC-hoogdoorlaat heeft H(jω) = (jωRC)/(1 + jωRC) en heeft dezelfde f_c = 1/(2πRC).

In de praktijk kan de exacte definitie variëren. Soms wordt een andere grenswaarde gebruikt dan -3 dB, afhankelijk van normen of ontwerpdoelen. In digitale systemen wordt de grensfrequentie vaak geconnecteerd met de genormaliseerde frequentie ten opzichte van de Nyquist-frequentie. Grensfrequentie is tevens van toepassing op meet- en instrumentatiesystemen, waar zij de grens markeert tussen bruikbaar signaal en ruis.