А.А. Пирогов1, Р.М. Акишкин2, И.В. Гончаренко3, Э.В. Сёмка4, Е.В. Турецкая5

1-3, 5 ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет» (г. Воронеж, Россия)

4 ВУНЦ ВВС «ВВА имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж, Россия)

Постановка проблемы. При цифровой обработке сигналов (ЦОС) шум является нежелательным или случайным элементом, который может исказить или повредить информационное содержание сигнала. К причинам возникновения шума относятся электромагнитные помехи, тепловые шумы, ошибки квантования и ухудшение качества канала передачи. Наличие шума в цифровом сигнале вызывает ухудшение его качества и надежности, приводит к ошибкам, искажениям и потере информации. Кроме того, шум может ограничивать производительность многих систем ЦОС, особенно таких, как системы связи и обработки звука. Поскольку на сегодняшний день основным методом для уменьшения шума и повышения качества цифровых сигналов является фильтрация, повышение эффективности систем ЦОС сигналов с применением фильтров, позволяющих программно изменять параметры фильтрации сигнала, становится актуальной задачей.

Цель. Представить реализацию программной модели цифрового фильтра Баттерворта с использованием библиотек языка программирования Python.

Результаты. Рассмотрены архитектуры фильтров с бесконечной импульсной характеристикой (БИХ-фильтров), особенности фильтра Баттерворта. Разработана программная модель цифрового фильтра Баттерворта на языке программирования Python с применением библиотек Matplotlib, SciPy и Librosa, которые позволяют реализовать требуемый алгоритм и получить визуализацию сигнала. Выполнена верификация разработанной модели применительно к аудиофайлу.

Практическая значимость. Представленная программная модель цифрового фильтра Баттерворта может быть использована в качестве модуля программируемой универсальной системы ЦОС.

Пирогов А.А., Акишкин Р.М., Гончаренко И.В., Сёмка Э.В., Турецкая Е.В. Реализация цифрового фильтра Баттерворта с использованием библиотек языка программирования Python // Радиотехника. 2023. Т. 87. № 8. С. 54-58. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202308-09

1. Самодуров А.С., Меркулова Н.В., Кострова В.Н. Влияние абсолютных погрешностей пеленгования на частоту сигнала при размещении четырехэлементной антенной решетки на беспилотном носителе // Радиотехника. 2018. № 7. С. 16-19.
2. Pirogov A.A., Bashkirov A.V., Bobylkin I.S., Muratov A.V., Glotov V.V. Obtaining a behavioral model for evaluating the definition of significant moments of the digital signal from perfect provisions in time // Journal of Physics: Conference Series. The International Conference "Information Technologies in Business and Industry". IOP Publishing. 2019. С. 022012.
3. Фильтр_Баттерворта: справочная система [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/. (дата обращения 10.05.2023).