Курсовая работа: Реализация цифрового фильтра нижних частот

В современном мире цифровая обработка сигналов играет ключевую роль в различных областях, включая коммуникации, медицинскую диагностику и применение в аудиотехнике. Одним из важнейших аспектов этой обработки является применение фильтров, позволяющих выделять необходимые частоты из сложного сигнала. Важную категорию фильтров составляют фильтры нижних частот, которые пропускают сигналы с низкими частотами и ослабляют более высокие частоты.

В процессе работы использовались алгоритмы и методы для реализации цифрового фильтра нижних частот, что позволило проанализировать его характеристики и проверить эффективность работы. Компьютерные модели и симуляции являются важными инструментами для проектирования и тестирования фильтров, поскольку они позволяют оперативно изменять параметры и изучать влияние этих изменений на выходной сигнал. Для обеспечения высококачественного сигнала применялись различные подходы к реализации, включая использование FIR (Finite Impulse Response) и IIR (Infinite Impulse Response) фильтров.

При разработке использовался язык программирования Python и специализированные библиотеки, такие как NumPy и SciPy, что обеспечивало гибкость и мощные вычислительные возможности. В качестве исходного звукового сигнала использовалась запись с комплексным частотным спектром, что позволило наглядно продемонстрировать эффективность фильтрации. В результате фильтрации были получены графики, показывающие заметное снижение амплитуды высокочастотных компонентов, что подтверждает функциональность реализованного фильтра.

Важным этапом работы стало тестирование фильтра на различных типах сигналов, где были выявлены его сильные и слабые стороны. Также оценивались задержки, что имеет критическое значение для реальных приложений. Полученные результаты могут быть использованы как база для дальнейших исследований и разработок в области цифровой обработки сигналов, а также для изучения более сложных архитектур фильтрации. Результаты анализов показали, что правильный выбор параметров фильтра значительно влияет на качество выходного сигнала.