Filtrowanie sygnałów odnosi się do procesu selektywnej zmiany zawartości częstotliwości sygnału w celu uzyskania pożądanych właściwości, takich jak redukcja szumów, wzmocnienie sygnału lub ograniczenie szerokości pasma. Filtry to urządzenia elektroniczne lub algorytmy stosowane do tłumienia (zmniejszania) lub wzmacniania określonych częstotliwości w sygnale, pozostawiając inne stosunkowo niezmienione. Filtrowanie jest niezbędne w zastosowaniach przetwarzania sygnału, aby poprawić jakość sygnału, wyodrębnić istotne informacje i wyeliminować niechciane szumy lub zakłócenia. Typowe typy filtrów obejmują filtry dolnoprzepustowe, filtry dolnoprzepustowe, filtry środkowoprzepustowe i filtry wycinające, każdy zaprojektowany tak, aby przepuszczał pewne częstotliwości, jednocześnie tłumiąc inne w oparciu o ich charakterystykę częstotliwościową.
Koncepcja filtrowania obejmuje manipulowanie składowymi widmowymi sygnału w celu osiągnięcia określonych celów. Filtry mogą być analogowe lub cyfrowe i są stosowane w różnych dziedzinach, takich jak telekomunikacja, przetwarzanie dźwięku, przetwarzanie obrazu, sieci czujników i zastosowania biomedyczne. Techniki filtrowania służą do oczyszczania zaszumionych sygnałów, oddzielania pożądanych sygnałów od zakłóceń tła, poprawy stosunku sygnału do szumu oraz przygotowania sygnałów do dalszej analizy lub transmisji. Dostosowując parametry filtra, takie jak częstotliwości odcięcia, szerokość pasma i poziomy tłumienia, inżynierowie dostosowują filtry tak, aby skutecznie spełniały wymagania dotyczące wydajności i skutecznie optymalizowały zadania przetwarzania sygnału.
Filtrowanie w czujnikach oznacza integrację filtrów z systemami czujników w celu poprawy dokładności, niezawodności i funkcjonalności pomiarów czujników. Czujniki wykrywają zmienne fizyczne lub środowiskowe, takie jak temperatura, ciśnienie, ruch lub skład chemiczny, i przetwarzają te pomiary na sygnały elektryczne. Filtry w systemach czujników pomagają tłumić szum, zmniejszać zniekształcenia sygnału i poprawiać stosunek sygnału do szumu, zapewniając dokładne i spójne odczyty czujnika. Na przykład w monitorowaniu środowiska czujniki wyposażone w filtry mogą rozróżniać istotne dane środowiskowe od szumu tła, dostarczając wiarygodnych informacji do zastosowań analitycznych, podejmowania decyzji i kontroli.
Celem filtra jest modyfikacja zawartości częstotliwości w sygnale w oparciu o określone kryteria lub wymagania. Filtry selektywnie przepuszczają pewne częstotliwości, tłumiąc inne, w oparciu o charakterystykę odpowiedzi częstotliwościowej. Ta selektywna manipulacja częstotliwością pozwala filtrom eliminować niepożądane szumy, izolować pożądane sygnały lub kształtować charakterystykę widmową sygnałów w celu spełnienia pożądanych specyfikacji wydajności. Filtry są niezbędnymi elementami obwodów elektronicznych, systemów komunikacyjnych, sieci czujników i zastosowań w przetwarzaniu sygnałów, gdzie precyzyjne kondycjonowanie sygnału i tłumienie szumów są niezbędne do skutecznego pozyskiwania, analizy i niezawodnej transmisji danych.
Filtr częstotliwości odnosi się do urządzenia lub komponentu zaprojektowanego do przepuszczania sygnałów w określonym zakresie częstotliwości przy jednoczesnym tłumieniu sygnałów spoza tego zakresu. Filtry w analizie domeny częstotliwości charakteryzują się odpowiedzią częstotliwościową, która opisuje, w jaki sposób filtr zmienia amplitudę i fazę sygnałów przy różnych częstotliwościach. Typowe typy filtrów częstotliwości obejmują filtry dolnoprzepustowe, które przepuszczają sygnały poniżej określonej częstotliwości odcięcia; filtry dolnoprzepustowe, które przepuszczają sygnały powyżej częstotliwości odcięcia; filtry środkowoprzepustowe, które przepuszczają sygnały w określonym paśmie częstotliwości; oraz filtry wycinające, które tłumią sygnały w wąskim zakresie częstotliwości. Filtry w zastosowaniach w domenie częstotliwości służą do manipulowania widmami sygnału, oddzielania składowych częstotliwości i kontrolowania szerokości pasma sygnału w celu uzyskania pożądanych charakterystyk wydajności w systemach komunikacyjnych, sprzęcie audio, systemach radarowych i oprzyrządowaniu.
