Lågfrekvensfilter

Lågfrekvensfilter är en typ av elektroniskt filter som tillåter signaler med frekvenser under en viss gräns att passera medan högre frekvenser dämpas. Gränsen kallas cutofffrekvens och definierar passbandet där signalen normalt passerar med liten dämpning, medan stopbandet omfattar högre frekvenser där dämpningen ökar. I en teoretisk idealmodell är passbandet helt ostört och stopbandet helt blockerat, men i praktiken sker övergången gradvis och olika filtertyper uppvisar olika övergångskaraktär och fasförskjutningar.

Analoga lågfrekvensfilter uppnås vanligtvis med RC- eller RL-nätverk och kan förstärkas av aktiva element såsom operationsförstärkare i topologier som Sallen–Key eller biquad-kretsar. Vanliga designteman är ordning och cutofffrekvens; första ordningen ger ungefär 20 dB per decade av dämpning i stopbandet (ungefär 6 dB per oktav). Vidare finns prototyper som Butterworth (mjukt passband), Chebyshev (större övergångsrippel men skarpare), och Bessel (bra fasrespons). Digitala lågfrekvensfilter implementeras som FIR- eller IIR-filter; FIR-implementationer har ofta linjär fas men kräver fler koefficienter, medan IIR-filter kan uppnå motsvarande dämpning med färre beräkningar men kan ge fasförvrängning.

Användningsområden för lågfrekvensfilter inkluderar ljud- och musikproduktion, anti-aliasing i digitala samplingsystem, mät- och instrumentering samt telekommunikation. Vid systemdesign väljer man cutofffrekvens och ordning beroende på hur stort passbandet får vara, hur mycket dämpning som behövs i stopbandet samt krav på fasrespons och beräkningskostnader i digitala implementeringar.