PD-S開発・運用の方法論 · フィジカルコンピューティング

インパルス応答

Impulse Response

いんぱるすおうとう

システムに、ごく短い時間だけ値を持つ信号（インパルス）を入力したときの出力の時間的な変化。線形で時間とともに性質が変わらないシステムでは、インパルス応答が分かれば任意の入力に対する出力を、入力とインパルス応答の畳込みで求められる。フィルターの特性を表すのに使う。

#信号処理 #デジタルフィルター #線形システム

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PD-Sローパスフィルター

信号のうち、ある周波数（遮断周波数）より低い成分を通し、高い成分を減衰させるフィルター。センサーの信号に混じった高周波の雑音の除去や、A/D変換の前に標本化周波数の半分を超える成分を取り除いて折返し雑音（エイリアシング）を防ぐのに使う。

PD-SDFT

離散的な時系列データを周波数領域の表現に変換する数学的手法。信号に含まれる各周波数成分の振幅と位相を求められる。FFT（高速フーリエ変換）はDFTを計算量O(n^2)からO(n log n)に高速化したアルゴリズム。

PD-SDSP（デジタルシグナルプロセッサ）

デジタル信号処理に特化したプロセッサ。積和演算（MAC演算）を1クロックで実行できるハードウェア乗算器やバレルシフタを備える。音声処理、画像処理、通信処理などに使用される。

PD-SFFT

離散フーリエ変換（DFT）を高速に計算するアルゴリズム。計算量をO(n^2)からO(n log n)に削減する。音声処理、画像処理、通信における周波数解析に不可欠で、データ点数は2のべき乗にすることが多い。

PD-Sデジタルフィルター

デジタル化した信号に対する数値計算によって、特定の周波数の成分を通したり除いたりするフィルター。DSPやマイクロコントローラのプログラムで実現し、アナログ回路のフィルターと比べて特性を正確に設計でき、温度や部品のばらつきの影響を受けず、プログラムの変更で特性を変えられる。FIRフィルターとIIRフィルターがある。

IPサンプリング定理

アナログ信号を正確にデジタル化するには、信号の最高周波数の2倍以上のサンプリング周波数が必要とする定理（ナイキスト・シャノンの定理）。この条件を満たさないとエイリアシング（折り返し雑音）が発生する。