Kombinationsfilter

Kombinationsfilter ist ein Filter, das durch die Kombination mehrerer einfacherer Subfilter entsteht, um eine gewünschte Frequenzantwort zu realisieren. Typische Subfilter sind Hochpass-, Tiefpass-, Bandpass- oder Kerbfilter. Durch die Verbindung dieser Bausteine lassen sich komplexe Filtercharakteristika erzielen, die mit einem einzigen Standardbaustein schwer zu erreichen wären.

Die Kombination erfolgt überwiegend in zwei Grundkonfigurationen: in Serie (kaskadiert) oder parallel. Bei einer Reihenschaltung addiert sich die Gesamttransferfunktion durch Multiplikation der Teiltransferfunktionen: H(z) = H1(z) · H2(z). Bei einer Parallelschaltung erfolgt eine gewichtete Summe der Teiltransferfunktionen: H(z) = a1·H1(z) + a2·H2(z). Durch entsprechende Wahl der Subfilter lassen sich Bandpass-, Notch-, Equalizer- oder Kreuzungsfunktionen realisieren.

In der Praxis kommen sowohl digitale als auch analoge Umsetzungen zum Einsatz. Digitale Kombinationsfilter verwenden typischerweise FIR- oder IIR-Teilterteile und profitieren von flexibler Gestaltung, Linearität der Phasen oder geringem Drift. Gleichzeitig beeinflussen Architekturwahl, Stabilität, Latenz und Rechenaufwand die Eignung für eine Anwendung. FIR-Varianten bieten oft lineare Phasen, während IIR-Varianten bei gleichem Frequenzverlauf kompaktere Implementierungen ermöglichen, aber potenziell Instabilitäten mit sich bringen können.

Anwendungsfelder umfassen Audioequalizer, Lautsprecher-Kreuznetze, Antialiasing- und Anti-Notch-Filter, Signalfilterung in Kommunikationswegen sowie Bild- oder Sensorverarbeitung, wo komplexe Passbandsformen benötigt werden. Der Begriff ist universell und bezeichnet allgemein jedes Filter, dessen Endergebnis durch die Kombination mehrerer Subfilter entsteht.