Цифрові фільтри стали невід'ємною частиною сучасного світу обробки аудіо та відео, телекомунікацій та інших галузей обробки даних. Ці інструменти дозволяють видаляти з сигналу небажані компоненти, покращувати якість сигналу та вирішувати різноманітні задачі обробки сигналів. Ця стаття охоплює основні принципи цифрової фільтрації, включаючи етапи від проектування до реалізації цифрового фільтра. Вона дає цілісне розуміння процесу фільтрації, від параметризації до аналізу реальних даних на виході фільтра. Автори зосереджуються на різних типах цифрових фільтрів, зокрема на фільтрах з нескінченною імпульсною характеристикою (IIR) та фільтрах з кінцевою імпульсною характеристикою (FIR). Кожен тип має свої особливості, переваги та недоліки, які допоможуть вам вибрати найкращий фільтр для конкретного завдання. Важливою частиною статті є обговорення того, як цифрові фільтри можуть бути використані для вирішення різних завдань обробки сигналів, в тому числі для зменшення шуму. Розглянуто різні сценарії використання фільтрів у реальних застосуваннях, що допоможе читачеві зрозуміти практичний потенціал цих інструментів. Загалом, ця стаття допоможе читачам зрозуміти, як працюють цифрові фільтри, як вибрати правильний фільтр для конкретного завдання і як використовувати ці фільтри для поліпшення якості сигналу. Вона є важливим ресурсом для техніків, інженерів, студентів і всіх, хто цікавиться обробкою сигналів.
[1] S. -F. Wang, H. -P. Chen, Y. Ku and M. -X. Zhong, "Analytical Synthesis of High-Pass, Band-Pass and Low-Pass Biquadratic Filters and its Quadrature Oscillator Application Using Current-Feedback Operational Amplifiers," in IEEE Access, vol. 9, pp. 13330-13343, 2021, doi: 10.1109/ACCESS.2021.3050751.
[2] H. -P. Chen, S. -F. Wang, C. -Y. Chang, S. -J. Chen and Y. -H. Chen, "Two New and Improved Electronically Adjustable Voltage-Mode Multifunction Biquadratic Filters With Independent Control of Band-Pass, High-Pass, and Low-Pass/Regular Notch Filter Gains," in IEEE Access, vol. 11, pp. 20494-20514, 2023, doi: 10.1109/ACCESS.2023.3249790.
[3] R. Wang, Z. Wu and Y. Shi, "Suppressing Harmonics in Resolver Signals via FLL-Based Complementary Filters," in IEEE Access, vol. 9, pp. 158402-158411, 2021, doi: 10.1109/ACCESS.2021.3130921.
[4] B. D. Sahoo and G. Manganaro, "Generalized Sampling-Based Multi-Channel Sampling of Signals Realized With Pure Delay Analog Filters and Digital FIR Reconstruction Filters," in IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs, vol. 70, no. 9, pp. 3323-3327, Sept. 2023, doi: 10.1109/TCSII.2023.3275650.
[5] P. Yang and W. Zhou, "Design and Experiment of Reduced-Dimension Adaptive Array Based on FIR Filters," in IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol. 20, no. 2, pp. 204-208, Feb. 2021, doi: 10.1109/LAWP.2020.3044303.
[6] H. Qi, Z. G. Feng, K. F. C. Yiu and S. Nordholm, "Optimal Design of IIR Filters via the Partial Fraction Decomposition Method," in IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs, vol. 66, no. 8, pp. 1461-1465, Aug. 2019, doi: 10.1109/TCSII.2018.2879914.
[7] X. X. Zheng, J. Yang, S. Y. Yang, W. Chen, L. Y. Huang and X. Y. Zhang, "Synthesis of Linear-Phase FIR Filters With a Complex Exponential Impulse Response," in IEEE Transactions on Signal Processing, vol. 69, pp. 6101-6115, 2021, doi: 10.1109/TSP.2021.3115352.
[8] T. He, M. Kareppagoudr, Y. Zhang, E. Caceres, U. -K. Moon and G. C. Temes, "Noise Filtering and Linearization of Single-Ended Sampled-Data Circuits," in IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers, vol. 66, no. 4, pp. 1331-1341, April 2019, doi: 10.1109/TCSI.2018.2885802.
[9] S. Park, D. Shin, K. -J. Koh and S. Raman, "A Low-Power, High-Linearity Wideband 3.25 GS/s Fourth-Order Programmable Analog FIR Filter Using Split-CDAC Coefficient Multipliers," in IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 68, no. 4, pp. 1576-1590, April 2020, doi: 10.1109/TMTT.2020.2967388.
[10] H. Qi, Z. G. Feng, K. F. C. Yiu and S. Nordholm, "Optimal Design of IIR Filters via the Partial Fraction Decomposition Method," in IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs, vol. 66, no. 8, pp. 1461-1465, Aug. 2019, doi: 10.1109/TCSII.2018.2879914.