Редактор цифровых фильтров
Редактор цифровых фильтров 
— это приложение Engee, предназначенное для гибкой настройки и проектирования различных типов цифровых фильтров. С помощью данного инструмента можно проектировать фильтры, которые удовлетворяют различным требованиям по частотным характеристикам, обеспечивая эффективную фильтрацию сигналов в различных областях, таких как цифровая обработка сигналов, телекоммуникации и аудиотехника.
Чтобы открыть редактор фильтров, зайдите в окно приложений Engee 
и выберите Редактор цифровых фильтров . Редактор цифровых фильтров открывается в отдельной вкладке браузера и требует некоторое время для загрузки:
В редакторе можно выбрать тип фильтра, метод синтеза, порядок фильтра и задать частотные параметры в зависимости от конкретных задач. Эти функции позволяют создавать фильтры с заданными характеристиками.
После всех выставленных настроек нажмите кнопку Синтез фильтра внизу редактора для отображения информации на графиках:
Настройка фильтра
Настройка фильтров осуществляется с помощью четырех модулей.
Тип АЧХ фильтра
-
Модуль «Тип АЧХ фильтра» — выбор типа амплитудно-частотной характеристики фильтра.
-
Фильтр нижних частот (ФНЧ) — пропускает низкие частоты и подавляет высокие.
-
Фильтр верхних частот (ФВЧ) — пропускает высокие частоты и подавляет низкие.
-
Полосовой фильтр — пропускает частоты в определенном диапазоне и подавляет остальные.
-
Режекторный фильтр — подавляет частоты в определенном диапазоне и пропускает остальные.
-
-
Метод синтеза фильтра — выбор алгоритма для формирования фильтра.
-
БИХ (бесконечная импульсная характеристика) — фильтр с бесконечным откликом на единичный импульс.
-
Баттерворта — фильтр с максимально плоской амплитудной характеристикой в полосе пропускания.
-
Чебышева1 (первого типа) — фильтр с пульсациями в полосе пропускания и резким спадом за ее пределами.
-
Чебышева2 (второго типа) — фильтр с пульсациями в полосе подавления и плавным спадом в полосе пропускания.
-
Эллиптический — фильтр с пульсациями как в полосе пропускания, так и в полосе подавления.
-
-
КИХ (конечная импульсная характеристика) — фильтр с конечным откликом на единичный импульс.
-
Равномерная — фильтр с равномерным распределением коэффициентов.
-
Оконная — фильтр, созданный с использованием оконных функций для уменьшения побочных лепестков.
-
-
Порядок фильтра
-
Модуль «Порядок фильтра» — выбор степени полинома, определяющей сложность фильтра.
-
Минимальный порядок — фильтр с наименьшим возможным числом коэффициентов.
-
Произвольный порядок — фильтр с заданным пользователем числом коэффициентов.
-
-
Параметры
-
Коэффициент плотности сетки частоты — параметр, определяющий точность дискретизации частотной оси.
-
-
Если для параметра КИХ (конечная импульсная характеристика) выбрать метод синтеза «Оконная», то окно параметров сменит вид:
Краткое описание типов окон
Тип Описание Бартлетта
Треугольное окно, которое плавно уменьшается к нулю на концах, используется для минимизации утечек спектра.
Бартлетта_Ханна
Сглаженное окно, которое сочетает в себе характеристики окон Бартлетта и Ханна, обеспечивая хорошее подавление боковых лепестков.
Блэкмана
Окно с высокой степенью подавления боковых лепестков и широким основным лепестком, подходящее для точного спектрального анализа.
Блэкмана_Харриса
Вариант окна Блэкмана с ещё большим подавлением боковых лепестков, часто применяется в приложениях с высоким динамическим диапазоном.
Бомана
Симметричное окно с использованием коэффициентов, обеспечивающих баланс между шириной основного лепестка и уровнем боковых лепестков.
Гаусса
Окно с гауссовым распределением, обеспечивающее оптимальный компромисс между временной и частотной областью.
Кайзера
Параметрическое окно, которое позволяет регулировать компромисс между шириной основного лепестка и уровнем боковых лепестков.
Наттола
Окно с плавным переходом и хорошим подавлением боковых лепестков, применяется в спектральном анализе.
Парзена
Гладкое окно с небольшой утечкой спектра, используется в задачах анализа сигналов.
Прямоугольное
Окно без плавного перехода, минимизирует утечки спектра, но создаёт высокие боковые лепестки.
С_плоской_вершиной
Окно с расширенным плоским участком на вершине для улучшения точности амплитуды в спектральном анализе.
Тейлора
Окно с регулируемым количеством боковых лепестков, применяемое для улучшения подавления боковых лепестков.
Треугольное
Простое окно с линейным уменьшением к нулю, часто используется для сглаживания данных.
Тьюки
Окно с параметрически изменяемой формой, которое переходит от прямоугольного к косинусоидальному.
Ханна
Косинусное окно с плавным уменьшением к нулю на концах, часто используется для минимизации утечек спектра.
Хэмминга
Модификация окна Ханна с меньшим коэффициентом затухания на концах, используется для фильтрации сигналов.
Чебышева
Окно с равномерным колебанием боковых лепестков, обеспечивающее минимизацию уровня боковых лепестков.
Частотные характеристики
-
Модуль «Требования к частотам» — настройка ключевых частотных характеристик фильтра.
-
Размерность — единицы измерения частоты (Гц, кГц, МГц, ГГц).
-
Частота дискретизации — количество отсчетов сигнала за одну секунду.
-
Частота пропускания — частота, ниже которой сигнал проходит через фильтр.
-
Частота подавления — частота, выше которой сигнал подавляется.
-
-
В зависимости от выбранного типа АЧХ фильтра изменяется количество частотных характеристик фильтра, например:
ФНЧ Полосовой фильтр 
Требования к АЧХ
-
Модуль «Требования к АЧХ» — введите значения весовых коэффициентов W для соответствующих полос:
-
W в полосе — весовой коэффициент в полосе пропускания.
-
W вне полосы — весовой коэффициент вне полосы пропускания.
-
-
В зависимости от выбранного типа АЧХ фильтра изменяется количество весовых коэффициентов W, например:
ФНЧ Полосовой фильтр 
|
Если для параметра КИХ (конечная импульсная характеристика) выбрать метод синтеза «Оконная», то для модуля «Требования к АЧХ» будут отключены настройки коэффициентов:
|
В разделе «Информация о фильтре» показаны параметры и характеристики фильтра. Приложение предоставляет следующие возможности для графического и численного отображения характеристик проектируемого фильтра:
-
АЧХ — амплитудно-частотная характеристика фильтра, показывающая зависимость коэффициента передачи сигнала от частоты;
-
ФЧХ — фазо-частотная характеристика фильтра, показывающая зависимость фазового сдвига сигнала от частоты;
-
АЧХ и ФЧХ — совместное отображение амплитудно-частотной и фазо-частотной характеристик;
-
ГВЗ — групповое время запаздывания, показывающее среднюю задержку сигнала на различных частотах;
-
ФЗ — фазовая задержка, показывающая временную задержку фазы сигнала;
-
ИХ — импульсная характеристика, показывающая отклик фильтра на единичный импульс (дельта-функцию);
-
ПХ — переходная характеристика, показывающая отклик фильтра на единичную ступенчатую функцию (функцию Хевисайда);
-
НПД — ноль-полюсная диаграмма, определяющая точки обращения в ноль полинома числителя (нули) и знаменателя (полюса).
-
КФ — коэффициенты фильтра (коэффициенты числителя и знаменателя передаточной функции фильтра).
Работа с графиками
При наведении курсора на график доступны следующие опции:
-
Download plot as PNG (скачать график как PNG)
-
Zoom (масштабировать)
-
Box select (выбор области)
-
Lasso select (лассо)
-
Pan (панорамировать)
-
Zoom in (увеличить масштаб)
-
Zoom out (уменьшить масштаб)
-
Autoscale (масштабировать автоматически)
-
Reset axes (сброс осей)
Выгрузка результатов
Для выгрузки результатов синтеза нажмите КФ (коэффициенты фильтра) в модуле «Информация о фильтре»:
В колонках Числитель и Знаменатель представлены коэффициенты передаточной функции цифрового фильтра.
При нажатии на Числитель или Знаменатель будут выгружены txt файлы — num.txt для числителя и denom.txt для знаменателя. В данном случае все значения знаменателя равны единице, что может свидетельствовать о том, что рассматривается FIR (Finite Impulse Response) фильтр с конечной импульсной характеристикой, где знаменатель является константой.
Таким образом, редактор цифровых фильтров позволяет создавать собственные фильтры с заданными параметрами, что помогает в эффективной обработки сигналов.