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極・零点と応答の関係をインタラクティブに確認できる、デジタルフィルタの可視化ツールを公開しました

デジタルフィルタ可視化ツール

https://dfilter.yuinore.net/

極・零点をドラッグして、周波数応答や時間応答の変化を観察することができます。このアプリでは、以下のような数学的な洞察を得ることが出来ます。

  • 極が単位円に近付くと、共振が現れること
  • 極が単位円の外側になると、インパルス応答・ステップ応答が不安定になること
  • 極・零点の偏角と周波数特性が何らかの対応関係を持っていること
  • 近い場所にある極と零点は互いに打ち消し合うこと


また、「フィルタ設計」パネルからフィルタのプリセットを選んで、極・零点をまとめて指定することもできます。現在は以下のようなフィルタに対応しています。

  • 一次 IIR フィルタ
  • 双二次フィルタ
  • バターワースフィルタ
  • Linkwitz-Riley フィルタ
  • 移動平均フィルタ
  • コムフィルタ/ディレイ
  • 微積分
  • 遅延フィルタ
  • Sinc フィルタ(近似)
  • ガウシアンフィルタ(近似)


おまけ的な機能として、「全ての極と零点を複製」ボタンを使うと、中心極限定理の可視化のようなことを行うこともできます。