lågpassfiltrering

Lågpassfiltrering är en form av signalbehandling där frekvenser över en viss gräns dämpas medan låga frekvenser passerar relativt oförändrade. Filtren används för att reducera högfrekvent brus, störningar och oväsen i olika system, samt som förfiltrering innan samplings- eller bearbetningssteg för att förhindra aliasing och förbättra stabiliteten i system med begränsat bandbredd.

Analogt kan lågpassfiltrering byggas som ett enkelt förstärkta RC-filter, där en resistor och en kondensator bildar en tidskonstant. Överföringsfunktionen för ett första ordningens RC-filter ges ofta som H(s) = 1/(1 + sRC) med en brytfrekvens fc ≈ 1/(2πRC). Högre ordningar uppnås genom flera sekventiellt kopplade nätverk eller med aktiva filterkonfigurationer som Sallen–Key eller multipla återkopplingsfilter. Dessa uppnår brantare avklingning och kan forma fasförskjutningar och gruppfördröjning vid olika frekvenser.

Digitalt filterarbete sker i diskret tid och inkluderar vanligtvis FIR- och IIR-filtrering. Filtren designas med specifikationer som passbandets grad av avvikelse, stopbandsdämpning och transitionens bredd. Vanliga metoder innefattar windowing, bilinear transform eller impulsvaridationer. Digitala lågpassfilter används i samplingar, mätverktyg, ljud- och bildbehandling samt som anti-aliasing-filter.

Val av filtertyp och parametrar beror på krav som släppning av låga frekvenser, önskad branthet i övergången, fasrespons och beräknings- eller komponentkostnader. Nogrann toleranshantering och temperaturdrift är också viktiga i praktiska tillämpningar.