Курсовая работа: Разработка цифрового фильтра

В современных условиях цифровой обработки сигналов важную роль играют фильтры, позволяющие эффективно выделять или подавлять определенные частоты. Процесс разработки цифрового фильтра представляет собой многогранный подход, включающий проектирование, специфизацию и реализацию алгоритмов обработки сигналов. В рамках работы рассматривается процесс создания фильтра, способного решать задачи, возникающие в различных областях, таких как Telekommunikationen, аудиотехника и медицинская диагностика.

Ключевым этапом в разработке является выбор типа фильтра: FIR (конечная импульсная характеристика) или IIR (бесконечная импульсная характеристика). Фильтры FIR обладают хорошей устойчивостью и линейной фазой, что делает их предпочтительными для задач, требующих минимальных искажений. В то же время, фильтры IIR, основанные на обратной связи, более эффективны по отношению к ресурсам и способны достигать желаемых характеристик с меньшими затратами вычислительных мощностей.

Одним из основных шагов является выбор шаблона частотной характеристики, который задает, какие частоты будут подавляться, а какие — усиливаться. После этого разрабатываются алгоритмы проектирования, такие как метод округления, окно Хэмминга или Блэкмана для FIR-фильтров, а также методы преобразования Билинейного и импульсного инварианта для IIR-фильтров.

Следующим этапом является реализация разработанного фильтра с использованием языков программирования, таких как Python или MATLAB, что позволяет осуществить моделирование его работы в различных условиях. Специалистам также необходимо провести тестирование фильтра на реальных сигналах, чтобы удостовериться в его эффективности и точности. Значительное внимание уделяется оптимизации, что позволяет улучшить производительность фильтра и адаптировать его к современным требованиям.

Завершающим этапом является анализ результатов. Важным аспектом является сравнение проектируемого фильтра с существующими решениями, что позволяет выявить его преимущества и недостатки. В конце работы формулируются рекомендации по дальнейшему улучшению и оптимизации.