数位过滤器英文解释翻译、数位过滤器的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【电】 digital filters

分词翻译：

数位的英语翻译：

digitally
【计】 D; DIG; digit; numerical digit
【经】 digit

过滤器的英语翻译：

filter; leach; strainer
【计】 filter

专业解析

数位滤波器（Digital Filter）是一种对离散时间信号（数字信号）进行处理的系统，它通过数学运算（通常是差分方程）来实现对信号特定频率成分的增强（通过）或抑制（阻止）。其核心是利用数值计算处理采样后的数据序列，而非处理连续的模拟信号。

核心概念解释：

工作原理：
- 输入信号是经过采样和量化后的离散数字序列。
- 滤波器根据其设计（由差分方程的系数决定），对当前输入样本、过去的输入样本以及（对于递归滤波器）过去的输出样本进行加权求和运算。
- 运算结果即为当前时刻的输出样本。
- 这种运算过程在时域上表现为卷积运算，在频域上则表现为对信号频谱的特定形状（如低通、高通、带通、带阻）的修改。
主要类型：
- 有限冲激响应滤波器 (FIR Filter - Finite Impulse Response)：
  - 输出仅取决于当前和过去的有限个输入样本，与过去的输出无关（非递归）。
  - 优点：必然稳定，易于实现线性相位（保证信号波形不失真）。
  - 缺点：要达到与IIR滤波器相似的频率选择性，通常需要更高的阶数（更多系数），计算量可能更大。
- 无限冲激响应滤波器 (IIR Filter - Infinite Impulse Response)：
  - 输出不仅取决于输入样本，还取决于过去的输出样本（递归）。
  - 优点：可以用较低的阶数（较少系数）实现陡峭的频率截止特性，计算效率可能更高。
  - 缺点：可能存在稳定性问题（需谨慎设计），通常难以实现严格的线性相位。
设计方法：
- 设计目标通常是确定滤波器的系数，使其频率响应满足特定的要求（如通带截止频率、阻带衰减、过渡带宽度等）。
- 常用方法包括：窗函数法（常用于FIR）、频率采样法（FIR）、脉冲响应不变法（IIR）、双线性变换法（IIR）等。
应用领域：
- 音频处理：均衡器、降噪、回声消除。
- 通信系统：调制解调、信道均衡、抗混叠滤波、信号检测。
- 生物医学工程：心电图(ECG)、脑电图(EEG)信号去噪、特征提取。
- 图像处理：图像锐化、平滑、边缘检测（虽然图像是2D信号，但处理原理相通）。
- 雷达与声呐：目标检测、距离/速度估计中的信号处理。
- 控制系统：数字控制器实现、状态估计（如卡尔曼滤波）。
数学基础：
- 数位滤波器的分析与设计建立在离散时间信号处理理论之上。
- 关键数学工具包括：Z变换（用于分析系统特性和稳定性）、离散傅里叶变换(DFT) 及其快速算法FFT（用于频域分析和实现）。差分方程描述了滤波器在时域的运算规则。

权威参考来源：

IEEE Xplore Digital Library: 作为电子电气工程领域最权威的学术组织，IEEE的期刊（如 IEEE Transactions on Signal Processing）和会议录包含了大量关于数位滤波器理论、设计及应用的前沿研究和标准定义。 https://ieeexplore.ieee.org/Xplore/home.jsp (搜索 "digital filter", "FIR filter", "IIR filter"等关键词)
Wikipedia - Digital Filter: 提供了全面且基础的概念解释、分类、设计方法和应用概述，并包含大量参考文献链接。 https://en.wikipedia.org/wiki/Digital_filter
MathWorks Documentation (Signal Processing Toolbox): MathWorks的官方文档详细解释了各种数位滤波器（FIR, IIR）的设计函数（如 designfilt, fir1, butter）及其原理，具有很高的工程实践参考价值。 https://www.mathworks.com/help/signal/digital-filters.html

网络扩展解释

“数位过滤器”通常指数字信号处理领域中的数字滤波器（Digital Filter），是一种对数字信号进行特定频率成分提取或消除的工具。以下是详细解释：

核心概念

定义与作用
数位过滤器通过算法对离散的数字信号（如音频、图像、传感器数据）进行处理，主要功能包括：
- 降噪：去除信号中的干扰成分。
- 频率选择：保留特定频率范围内的信号（如低通、高通、带通滤波器）。
- 信号增强：修正信号失真或优化波形。
与模拟滤波器的区别
- 模拟滤波器：基于物理元件（电容、电感等）处理连续信号，常用于电路设计。
- 数位滤波器：基于数学算法（如差分方程）处理离散信号，灵活性高，可通过软件调整参数。

应用领域

通信系统：用于信号调制解调、信道均衡等。
音频处理：消除录音中的杂音，或调整音乐的音效（如均衡器）。
图像处理：锐化、模糊、边缘检测等操作均依赖数字滤波算法。
生物医学：心电图（ECG）信号去噪，提取有效生理信息。

实现方式

有限冲激响应（FIR）滤波器
- 特点：稳定性高，相位线性。
- 应用：需要精确相位响应的场景，如音频处理。
无限冲激响应（IIR）滤波器
- 特点：计算效率高，但可能存在稳定性问题。
- 应用：实时性要求高的系统，如通信信号处理。

示例公式

以低通滤波器为例，其传递函数可表示为：
$$ H(z) = frac{b_0 + b_1 z^{-1} + cdots + b_n z^{-n}}{1 + a_1 z^{-1} + cdots + a_m z^{-m}} $$
其中，$b_i$和$a_j$为滤波器系数，决定频率响应特性。

如果需要更具体的实现方法或应用场景，可结合实际案例进一步探讨。