フィルター - 定義

フィルタ は、物理信号、特に電気信号、音響信号、デジタル信号](/jp/ja/news/library-articles/page/69490/) を選択的に[処理するための回路またはアルゴリズムであり、所望の成分を増幅し、不要な成分を抑制するためのものである。フィルタの動作には、信号の周波数スペクトルを変更して、そのエネルギー特性、時間的またはスペクトル構造を制御することが含まれる。フィルターは、通信、電子、制御、測定、マルチメディアシステムにおいて重要なコンポーネントです。

信号理論の観点からは、フィルタは、入力信号の異なる周波数成分に対するシステムの応答を記述する特定の遷移関数を実装します。この関数の特性により、フィルターはローパス、ハイパス、バンドパス、バンドストップ・フィルターに分けられます。これらのタイプはそれぞれ、ノイズ抑制、信号分離、システム応答形成に必要な特定の周波数範囲を選択することができます。

フィルターは、アナログまたはデジタル形式で実装することができます。アナログ・フィルターは、受動素子（レジスタ、コンデンサ、コイル）および／または能動素子（オペアンプ）を使用して、信号をリアルタイムで変更します。デジタル・フィルターは、数値的にサンプリングされた信号を処理するため、周波数特性の設計や適応に大きな柔軟性があります。その実装には、数値アルゴリズムとDSPまたはマイクロコントローラーが使用されます。

実際のシステムでは、フィルタは保護機能（例えばサージ抑制）、コンディショニング機能（例えば波形平滑化）、診断機能（例えばノイズ信号抽出）も実行できます。高度なアプリケーションでは、信号の性質やアプリケーションの要件に応じて、適応型、非線形、時変、空間フィルターが使用されます。その有効性は、減衰、選択性、スロープ、安定性、位相歪みなどのパラメータによって評価されます。

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