Un filtro notch è un filtro elimina-banda molto selettivo, progettato per attenuare una frequenza specifica lasciando il più possibile inalterate le frequenze vicine. È usato spesso per ridurre l’interferenza di rete a 50 Hz o 60 Hz, per sopprimere una risonanza indesiderata o per rimuovere una componente periodica nota.
Il parametro operativo principale è il fattore di qualità:
dove f_0 è la frequenza centrale del notch e BW la larghezza di banda attenuata. Un Q alto indica un notch stretto; un Q basso indica un’eliminazione più larga.
Una forma analogica canonica del secondo ordine è:
Alla pulsazione \omega_0 il numeratore si annulla idealmente e la risposta presenta un minimo profondo. Nella pratica la profondità del notch dipende da tolleranze, rumore, quantizzazione dei coefficienti digitali e stabilità della frequenza da eliminare.
| Scelta | Vantaggio | Rischio |
|---|---|---|
| notch stretto, Q alto | conserva meglio le frequenze vicine | sensibile a deriva della frequenza |
| notch largo, Q basso | attenua anche disturbi non perfettamente centrati | rimuove più contenuto utile |
| notch digitale adattivo | segue una frequenza variabile | richiede stima robusta del disturbo |
Nei biosegnali il filtro notch deve essere usato con prudenza. ECG, EEG ed EMG possono contenere componenti utili vicine a 50 Hz; eliminare quella zona senza criterio può alterare morfologia, spettro o parametri diagnostici. Il notch è quindi preferibile come intervento sul residuo, dopo aver curato elettrodi, cablaggio, schermatura e CMRR.
Errori comuni: usare il notch come prima difesa contro un problema di cablaggio, scegliere Q senza guardare la banda utile del segnale, dimenticare la frequenza di rete locale, o filtrare dopo il campionamento una componente già entrata in aliasing.
Vedi anche: Risposta in frequenza, Filtraggio dei biosegnali, Aliasing.