Un filtro passa-alto attenua le componenti a bassa frequenza di un segnale e lascia passare, con attenuazione ridotta, le componenti superiori a una frequenza di taglio. È il complemento del filtro passa-basso: non seleziona un componente circuitale diverso, ma una diversa relazione tra ingresso, uscita e frequenza.
Nel filtro RC passivo del primo ordine, con uscita prelevata sul resistore, la funzione di trasferimento è:
La frequenza di taglio è:
In frequenza:
Alla frequenza di taglio il modulo vale 1/\sqrt{2} del valore di banda passante, cioè circa -3\,\text{dB}. Sotto f_c l’attenuazione cresce con pendenza asintotica di 20\,\text{dB/decade}; sopra f_c il segnale passa quasi interamente.
Interpretazione
Il passa-alto rimuove componenti lente: offset continuo, deriva, variazioni quasi statiche e parte del rumore a bassa frequenza. Per questo è usato in accoppiamento AC, strumentazione, audio, elaborazione di segnali e filtraggio dei biosegnali.
| Uso | Perché serve | Rischio |
|---|---|---|
| accoppiamento AC | rimuove offset continuo | può distorcere segnali lenti |
| biosegnali | riduce deriva della linea di base | può alterare tratto ST o onde lente |
| audio | elimina rimbombi e componenti subsoniche | può impoverire basse frequenze utili |
| sensori dinamici | isola variazioni rapide | perde informazione quasi statica |
Confronto con il passa-basso
| Filtro | Funzione RC del primo ordine | Comportamento |
|---|---|---|
| passa-basso | \displaystyle H_{LP}(s)=\dfrac{1}{1+sRC} | conserva basse frequenze |
| passa-alto | \displaystyle H_{HP}(s)=\dfrac{sRC}{1+sRC} | conserva alte frequenze |
Errore comune: identificare il tipo di filtro solo dal componente. In una rete RC, se l’uscita è sul condensatore si ottiene un passa-basso; se l’uscita è sul resistore si ottiene un passa-alto. Conta dove si misura l’uscita e quale funzione di trasferimento si realizza.
Vedi anche: Risposta in frequenza, Banda passante, Filtro notch.