lågpassfiltar

Lågpassfilter, eller lågpassfiltar, är en typ av filter som tillåter låga frekvenser att passera med liten eller ingen förstärkning, medan högre frekvenser dämpas. Den frekvens där övergången sker kallas cutofffrekvensen fc; vid denna punkt faller utgångens amplitud till cirka 0,707 av passbandets nivå (en minskning på ungefär 3 dB).

Lågpassfiltar kan konstrueras som analoga eller digitala enheter. Analoga lågpassfiltar kan vara passiva RC- eller RL-nätverk, eller aktiva filter som använder en op-amp. Avancerade analoga lågpassfiltar byggs ibland som LC-ladder eller som flera återkopplingsfiltar såsom Sallen‑Key eller andra återkopplingsvarianter. Digitala lågpassfiltar realiseras som FIR- eller IIR-filter, där val av ordning och koefficienter styr responsen.

Vid designen tas hänsyn till hur stor tillåten dämpning i passbandet är, hur stark dämpning som krävs i stopbandet och hur fas- eller gruppfördröjningen ser ut. Vanliga filtertyper inkluderar Butterworth (en jämn amplitud i passbandet), Bessel (god faslinjritning), samt Chebyshev och Elliptic (kan ge högre stopbanddämpning med olika typer av ripple). Praktiska faktorer inkluderar komponenttoleranser, temperaturdrift och de räckvidder som används i den aktuella utrustningen.

Användningsområden inkluderar ljud- och bildbehandling för att reducera högfrekvent brus, anti-aliasing vid analog-till-digital omvandling och anti-imaging vid digital-till-analog omvandling, samt i kommunikation och mätningar för att begränsa signalfrekvensen till önskat område och förbättra systemets stabilitet.

Exempel på tillämpningar: i ljudapplikationer är fc ofta i området upp till några tiotal kilohertz; i digitala system används anti-aliasingfiltar med fc strax under halva samplingsfrekvensen.