數字濾波器英文解釋翻譯、數字濾波器的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【計】 digital filter

分詞翻譯：

數字濾波的英語翻譯：

【計】 digital filtering

器的英語翻譯：

implement; organ; utensil; ware
【醫】 apparatus; appliance; crgan; device; organa; organon; organum; vessel

專業解析

數字濾波器（Digital Filter）是一種通過算法對離散時間信號進行處理的系統，其核心功能是從輸入序列中提取、增強或抑制特定頻率成分。從漢英詞典角度解析，該術語對應"Digital Filter"，由"digital"（數字化）和"filter"（濾波器）構成，強調其基于數字計算而非模拟電路的本質特征。

技術定義與分類數字濾波器分為有限沖激響應（FIR，Finite Impulse Response）和無限沖激響應（IIR，Infinite Impulse Response）兩類。FIR濾波器滿足線性相位特性，其差分方程可表示為： $$ y(n) = sum_{k=0}^{M} b_k x(n-k) $$ 其中$bk$為濾波器系數，$M$為階數。IIR濾波器則采用遞歸結構，傳遞函數包含極點： $$ H(z) = frac{sum{k=0}^{N} bk z^{-k}}{1 + sum{k=1}^{M} a_k z^{-k}} $$

核心應用領域在通信系統中用于信道均衡（Channel Equalization），音頻處理中實現噪聲消除（Noise Cancellation），生物醫學信號分析中完成ECG信號增強。根據IEEE标準118-1990，數字濾波器需滿足嚴格的穩定性判據，如極點在單位圓内。

設計方法論常用窗函數法（Window Function Method）和最小二乘法（Least Squares Method）。以凱塞窗（Kaiser Window）為例，其參數$beta$控制主瓣寬度與旁瓣衰減的平衡，滿足： $$ I_0(betasqrt{1-(2n/M-1)})/I_0(beta) $$ 其中$I_0$為零階修正貝塞爾函數，$M$為窗長度。該算法在MATLAB中可通過fdatool工具實現可視化設計。

學術參考依據清華大學《數字信號處理教程》（程佩青著）指出，數字濾波器的量化誤差分析需考慮有限字長效應。美國國家标準技術研究院（NIST）的SP800-90B标準規定了密碼學應用中隨機數生成所需的濾波器參數規範。

網絡擴展解釋

數字濾波器是一種通過數學算法處理離散時間信號的系統，用于從數字信號中提取或抑制特定頻率成分。以下是其核心要點：

一、基本原理 • 基于差分方程實現，運算形式為：$$y[n] = sum_{k=0}^{M} bk x[n-k] - sum{k=1}^{N} a_k y[n-k]$$ • 通過對采樣後的離散信號進行乘加運算，改變信號頻譜特性

二、主要類型

IIR濾波器（無限脈沖響應）
- 含反饋結構，系統函數含極點
- 優點：相同性能下階數低于FIR
- 缺點：可能相位非線性
FIR濾波器（有限脈沖響應）
- 無反饋結構，僅含零點
- 優點：嚴格線性相位
- 缺點：高衰減需求時計算量大

三、設計方法 • IIR常用設計：雙線性變換法、脈沖響應不變法 • FIR常用設計：窗函數法、頻率采樣法、最優逼近法

四、典型應用

通信系統：信道均衡、噪聲抑制
音頻處理：回聲消除、均衡器
生物醫學：ECG信號去噪
圖像處理：銳化/模糊處理
雷達系統：回波信號分析

五、核心優勢 • 抗幹擾性強（不受溫度/元件老化影響） • 參數可編程（通過修改系數實現不同特性） • 可實現複雜濾波（如多頻帶、自適應濾波） • 便于集成（與數字系統無縫對接）

當前主流設計工具包括MATLAB的Filter Design Toolbox、Python的SciPy.signal模塊等，支持從模拟原型轉換或直接數字設計。實際應用中需注意量化誤差、計算延時等問題。