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数字滤波器编辑器

数字滤波器编辑器 filter designer icon - 是一款 Engee 应用程序，设计用于灵活定制和设计各种类型的数字滤波器。利用该工具，可以设计出满足不同频率响应要求的滤波器，为数字信号处理、电信和音频工程等不同领域提供高效的信号滤波。

要打开滤波器编辑器，请进入 Engee 应用程序窗口engee apps ，然后选择 数字滤波器编辑器 filter designer icon.数字滤波器编辑器在单独的浏览器标签页中打开，加载需要一些时间：

filter designer main

在编辑器中，您可以根据具体任务选择滤波器类型、合成方法、滤波器顺序并设置频率参数。通过这些功能，您可以创建具有特定特性的滤波器。

完成所有设置后，点击编辑器底部的*滤波器合成*按钮，即可在图表上显示相关信息：

filter calculate

滤波器设置

滤波器通过四个模块进行配置。

滤波器频率响应类型

  • 模块 滤波器 AFC 类型 - 选择滤波器的幅频响应类型。

    • 低通滤波器 (LPF) - 通过低频并抑制高频。

    • 高通滤波器 (HPF) - 通过高频，抑制低频。

    • 带通滤波器 - 允许一定范围内的频率通过，抑制其他频率。

    • 回声滤波器 - 抑制一定范围内的频率，通过其余频率。

  • 滤波器合成方法 - 选择形成滤波器的算法。

    • BICH（无限脉冲响应）--对单个脉冲具有无限响应的滤波器。

      • 巴特沃斯滤波器 - 在通带内具有最大平坦振幅响应的滤波器。

      • Chebyshev1（第一种）- 通带内有波纹，通带外急剧下降的滤波器。

      • Chebyshev2（第二种）--滤波器在抑制带内有波纹，在通带内平滑下降。

      • 椭圆滤波器 - 在通带和抑制带都有波纹的滤波器。

    • FIR（有限脉冲响应） - 对单个脉冲有有限响应的滤波器。

      • 均匀 - 一种系数分布均匀的滤波器。

      • 窗口滤波器 - 使用窗口函数创建的滤波器，用于减少边叶。

    frequency response

过滤顺序

  • 模块 滤波器阶数 - 选择多项式的阶数，这决定了滤波器的复杂程度。

    • 最小阶数 - 使用尽可能少的系数数进行滤波。

    • 任意阶 - 使用用户指定的系数数进行滤波。

  • 参数

    • 频率网格密度系数 - 确定频率轴离散化精度的参数。

    filter order

  • 如果为 FIR（有限脉冲响应）参数选择*窗口*合成方法，参数窗口将改变视图：

    filter order 2

    窗口类型简介
    类型.h 说明

    巴特利特

    使用两端平滑减小为零的三角形窗口，以最大限度地减少频谱泄漏。

    Bartlett_Hanna.

    一种平滑窗口，结合了 Bartlett 窗口和 Hahn 窗口的特点，具有良好的侧叶抑制能力。

    布莱克曼

    一种具有高侧波抑制和宽主波的窗口，适用于精确的频谱分析。

    布莱克曼_哈里斯

    Blackman 窗口的一种变体，具有更强的侧叶抑制能力，常用于高动态范围应用。

    波马纳

    一种对称窗口，其系数平衡了主叶宽度和边叶电平。

    高斯

    具有高斯分布的窗口，是时域和频域之间的最佳折衷。

    凯撒

    一种参数窗口，可以调整主叶宽度和边叶电平之间的权衡。

    纳托拉

    一种具有平滑过渡并能很好抑制边叶的窗口，用于频谱分析。

    Parzena

    平滑窗口，频谱泄漏小，用于信号分析任务。

    矩形

    无平滑过渡的窗口，可将频谱泄漏降至最低，但会产生较高的边叶。

    顶部平坦

    顶部有扩展平坦区域的窗口，用于提高频谱分析中的振幅精度。

    泰勒

    一种具有可调侧叶数量的窗口，用于改善侧叶抑制。

    三角窗

    一种线性归零的简单窗口，常用于平滑数据。

    图基

    从矩形到余弦的参数形状窗口。

    汉纳

    一种余弦窗口，两端平滑降为零，常用于减少频谱泄漏。

    汉明窗口

    哈恩窗口的一种改进，两端的衰减系数较小，用于过滤信号。

    切比雪夫窗口

    一种具有均匀侧叶振荡的窗口，可确保侧叶电平最小。

频率特性

  • 模块 频率要求 - 设置滤波器的主要频率特性。

    • 维度 - 频率单位（赫兹、千赫、兆赫、吉赫）。

    • 采样频率 - 一秒钟内信号的采样次数。

    • 通过频率 - 信号通过滤波器的频率。

    • 抑制频率 - 信号被抑制的频率。

  • 根据所选滤波器 AFC 的类型，滤波器的频率特性数量会发生变化，例如

    LPF.h 带通滤波器

    frequency requirements

    frequency requirements 2

AFC 要求

  • 模块 AFC 要求 - 输入相应波段的权重系数 W 值：

    • W 带内 - 通带内的权重系数。

    • W 带外 - 通带外的权重系数。

  • 根据所选滤波器 AFC 的类型，W 权重系数的数量会发生变化，例如

    低频.h 带通滤波器

    frequency response requirements

    frequency response requirements 3

如果为 FIR（有限脉冲响应）参数选择了*窗口*合成方法，*AFC 要求*模块的系数设置将被禁用：

frequency response requirements 2

滤波器信息*部分显示滤波器的参数和特性。应用程序提供以下选项，以图形和数字方式显示所设计滤波器的特性：

  • AFC - 滤波器的幅频响应，显示信号增益与频率的关系；

  • FFC - 滤波器的相频特性，显示信号相移与频率的关系；

  • AFC 和 FFC - 联合显示幅频特性和相频特性；

  • GVZ - 群延迟时间，显示不同频率下信号的平均延迟；

  • FZ - 相位延迟，显示信号相位的时间延迟；

  • IC - 脉冲特性，显示滤波器对单个脉冲的响应（三角函数）；

  • TX - 瞬态特性，显示滤波器对单步函数（海维塞德函数）的响应；

  • NPD - 零极点图，定义分子多项式（零点）和分母多项式（极点）反转为零的点。

  • KF - 滤波器系数（滤波器传递函数分子和分母的系数）。

使用图形

将光标悬停在图形上时，可以使用以下选项：

  • 以 PNG 格式下载图表。filter dl png

  • 缩放filter zoom

  • 方框选择filter box select

  • 套索选择filter lasso select

  • 平移filter pan

  • 放大filter zoom in

  • 缩小filter zoom out

  • 自动缩放filter autoscale

  • 重置坐标轴（重置坐标轴）filter reset axes

下载结果

要上传合成结果，请点击 Filter Information 模块中的 KF（滤波器系数）：

output fd

计算器*栏和分母*栏显示数字滤波器传递函数的系数。

点击 Calculator 或 Denominator 将卸载 txt 文件—​num.txt 表示分子，denom.txt 表示分母。在这种情况下，所有分母值都等于 1，这可能表明我们考虑的是具有有限脉冲响应的 FIR（有限脉冲响应）滤波器，其中分母是一个常数。

因此，数字滤波器编辑器可让您使用指定参数创建自己的滤波器，这有助于高效处理信号。

实用链接

  1. 数字信号处理

  2. Engee 中的滤波

  3. 滤波器合成与滤波