Hochpass

Ein Hochpass ist ein Filter, der Frequenzen unterhalb einer bestimmten Grenzfrequenz fc abschwächt und Frequenzen darüber durchlässt. Hochpässe werden in der Signalverarbeitung verwendet, um Gleichspannungsanteile oder langsame Signaländerungen zu entfernen und hochfrequente Informationen zu erhalten oder zu betonen.

Wichtige Kennwerte eines Hochpasses sind Ordnung, Grenzfrequenz und Flankensteilheit. Bei einem einfachen analogen Hochpass auf Basis eines RC-Netzes lautet die Transferfunktion H(s) = sRC / (1 + sRC) und fc = 1/(2πRC). Die Flanke einer ersten Ordnung hat eine Steilheit von etwa 20 dB pro Dekade (oder 6 dB pro Oktave). Höhere Ordnungen führen zu steileren Übergängen. Bei digitalen Hochpässen kommen IIR- oder FIR-Implementierungen zum Einsatz; oft wird ein analoger Prototyp in den digitalen Bereich übertragen (z. B. mittels Bilineartransformation).

Analoge Hochpässe umfassen RC- und RL-Netze sowie aktive Hochpässe mit Operationsverstärkern, die eine stärkere Verstärkung oder bessere Phasentreue ermöglichen. Digitale Hochpässe werden als IIR- oder FIR-Filter realisiert und können flexibel gestaltet werden, etwa durch Anpassung von fc, Ordnung und Schutzmaßnahme gegen Verzerrungen.

Anwendungen umfassen das Entfernen von DC-Offsets in Audiosignalen oder Messsignalen, die Vorverarbeitung von Sensor- oder Messsignalen, sowie allgemein die Unterdrückung langsamer Signalanteile, wodurch relevante hochfrequente Informationen erhalten bleiben.

Wichtige Überlegungen betreffen Phasenverhalten und Gruppenlaufzeit, die zu Verzerrungen führen können, sowie die Wahl der Ordnung, Grenzfrequenz und Realisierungsmethode, die Rechenaufwand, Latenz und Stabilität beeinflussen.