højpasfiltre

Højpasfiltre er filtre, der tillader signaler med frekvenser over en afgrænset grænsefrekvens at passere og dæmper signaler med lavere frekvenser. De bruges til at fjerne langsom variation, drift og lavfrekvente støj samt til at fremhæve detaljer i højfrekvensområdet. I praksis fastsættes en grænsefrekvens, ofte kaldet f_c, som bestemmer hvor højfrekvente komponenter passerer med passende attenuation.

Analoge højpasfiltre bygges ofte som RC-kredsløb, hvor en kondensator er i serie med signalvejen og en modstand er til jord. Kondensatoren leder høje frekvenser videre mens den blokkerer DC og lave frekvenser, hvilket giver en overføringsfunktion der passerer høje frekvenser og dæmper lavfrekvente komponenter. Ved f_c = 1/(2πRC) er forstærkningen af signalet ved denne frekvens cirka -3 dB. Andre varianter inkluderer RL-højpasfiltre og mere sofistikerede aktive højpasfiltre, som anvender operationelle forstærkere for at opnå skarpere afskæring og bedre impedansudveksling.

Digitale højpasfiltre implementeres i software eller digitale kredsløb ved hjælp af FIR- eller IIR-teknikker. Et enkelt, første ordens digitalt højpasfilter kan beskrives ved y[n] = x[n] − x[n−1]. Mere avancerede designmetoder omfatter Butterworth-, Chebyshev- og andre typer filtre samt FIR-filtre med vindues- eller Parks-Means-design. Digitale højpasfiltre bruges bredt i lydbehandling, telekommunikation og billedbehandling for at fjerne DC-komponenter og støj samt til kantforstærkning i billeder.

Begrænsninger inkluderer faseforskydning og gruppefart, som varierer med frekvens, hvilket kan påvirke tidsmæssig synkronisering i visse applikationer.