数学、数值分析
信号处理模拟器
数学、数值分析领域中专注于信号处理的相关计算条件、公式、设计决策对比模拟器集合。
37 个模拟器
相邻类别
工具列表
LMS自适应滤波器收敛与步长模拟器
Adaptive Filter Lms Simulator
信号处理
为了进行控制响应、稳定余量、调整条件的初步检查，可在同一屏幕上读取代表条件与主要指标的关系。
AM/FM调制模拟器
AM/FM Modulation Simulator
信号处理
振幅调制（AM）与频率调制（FM）信号波形、频率频谱、占用带宽、调制指数可视化免费模拟器。通过改变载波频率、消息频率、调制指数，直观学习过调制和电力效率、卡森准则的带宽。
自相关函数模拟器——周期检测
Autocorrelation Function Simulator — Period Detection
信号处理
自相关函数模拟器计算偏差自相关 R_xx[k]，可视化噪声中隐藏的周期信号周期检测机制。改变振幅、频率、噪声、采样数量，直观学习自相关周期估计与信噪比的关系。
误比特率（BER）模拟器
Bit Error Rate (BER) Simulator
信号处理
计算AWGN通信信道的误比特率（BER）。改变Eb/N0、调制方式（BPSK/QPSK/16-QAM/64-QAM）、比特率、纠错编码增益，可实时可视化瀑布曲线、星座图、所需Eb/N0的免费模拟器。
Chirp-Z变换 / Zoom-DFT 模拟器——窄带高分辨率解析
Chirp-Z Transform / Zoom-DFT Simulator — High-Resolution Narrow-Band Analysis
信号处理
Chirp-Z变换模拟器通过Zoom-DFT对任意窄频率范围进行高分辨率解析。使用CZT清晰分离DFT无法分离的接近两个频率（例：100Hz和105Hz），实时可视化分离过程。
压缩感知L1重构模拟器
Compressive Sensing & L1 Reconstruction Simulator
信号处理
K-sparse信号从M ≪ N的少量观测中通过L1最小化恢复的压缩感知（Compressive Sensing）模拟器。改变信号维数、观测数、观测矩阵、噪声、重构算法（BP/IST/OMP），可实时确认Candes-Tao条件、RIP、重构误差的免费工具。
频谱泄漏与窗函数补正模拟器
DFT Leakage Window Detail Simulator
信号处理
在移至接近设计条件和主要指标的相邻工具之前，掌握主导条件与指标的关系的构成。
数字滤波器设计工具
Digital Filter
信号处理
免费数字滤波器设计工具可简单设计Butterworth、Chebyshev、FIR移动平均滤波器。实时可视化频率响应，自动计算滤波器系数、群延迟、阻带衰减。在浏览器上运行
动态时间规整 DTW 模拟器
Dynamic Time Warping (DTW) Simulator
信号处理
动态时间规整（Dynamic Time Warping, DTW）使用两个时间序列进行最优对齐的免费模拟器。改变序列长、Sakoe-Chiba窗宽、距离度量、相位偏移、振幅倍数，实时显示DTW距离、朴素L2距离、内存削减率、加速比。
眼图模拟器
Eye Diagram Simulator
信号处理
在浏览器中复现高速数字信号眼图（眼图案）。改变比特率、上升时间、定时抖动、振幅噪声，眼睛开口高度、开口宽度、比特周期UI、Q值实时显示的免费模拟器。
FFT频谱解析模拟器
FFT Spectrum Analyzer Simulator
信号处理
合成最多5个正弦波成分进行FFT频谱可视化。调整窗函数（Hanning/矩形/Hamming）、信噪比、采样频率、FFT点数，实时解析频谱泄漏、THD、频率分辨率。振动解析、噪声测量的CAE实务
FIR滤波器设计模拟器——窗函数法
FIR Filter Design Simulator — Window Method
信号处理
用窗函数法设计FIR低通滤波器实时可视化。改变截止频率、抽头数、窗函数，直观学习脉冲响应与频率响应、过渡带宽、阻带衰减、群延迟的免费模拟器。
傅里叶圆（周转圆）模拟器
Fourier Epicycles
信号处理
傅里叶圆（周转圆）模拟器通过离散傅里叶变换（DFT）用旋转圆的组合重现绘制的曲线。调整圆的数量，实时体感傅里叶级数的机制和近似精度的直观学习工具。
傅里叶级数可视化工具
Fourier Series Vis
信号处理
用傅里叶级数合成方形波、锯波、三角波。旋转的相量（相位向量）的叠加通过实时动画可视化。通过增加谐波数观看信号的近似过程和吉布斯现象的交互式教育工具。
傅里叶级数模拟器
Fourier Series
信号处理
用傅里叶级数模拟器体验波形合成。从方形波、三角波、锯齿波的谐波成分实时生成，可视化吉布斯现象和频率频谱。免费的CAE计算工具，可用动画学习从1项到50项的变化。
傅里叶变换可视化工具
Fourier Transform
信号处理
正弦波、方形波、锯齿波等各类信号的FFT（快速傅里叶变换）实时可视化。窗函数(Hann/Hamming/Blackman)的效果、相位频谱、THD、信噪比的直观学习交互式工具。
Goertzel算法模拟器——DTMF单频检测
Goertzel Algorithm Simulator — DTMF Single Frequency Detection
信号处理
Goertzel算法模拟器以DTMF键检测为例，用二次IIR滤波器计算单一频率bin的检测强度。与FFT相比以O(N)提取1个bin，可体感最适合嵌入式设备音调检测的方法。
希尔伯特变换与解析信号——包络检测
Hilbert Transform & Analytic Signal — Envelope Detection
信号处理
希尔伯特变换与解析信号——包络检测是以接近设计条件和主要指标为轴，短期追踪当前值和变化趋势的页面。
双线性变换模拟器——从模拟到数字IIR
Bilinear Transform Simulator — Analog to Digital IIR
信号处理
用双线性变换将模拟一阶低通滤波器转换为数字IIR滤波器。改变截止频率、采样频率，实时可视化系数 b0/b1/a1、频率响应、频率扭曲、预扭曲效果的免费模拟器。
IIR滤波器设计模拟器——Butterworth低通增益特性
IIR Filter Designer — Butterworth Low-Pass Magnitude Response
信号处理
IIR滤波器设计模拟器实时可视化Butterworth低通频率响应。从截止 f_c、次数 N、阻带 f_s、要求衰减 A_s 计算必要次数和滚降。
拉普拉斯变换、逆变换模拟器
Laplace Transform
信号处理
在线免费拉普拉斯变换和逆拉普拉斯变换模拟。实时可视化时间域f(t)和频率域F(s)的关系，支持部分分数展开和极零点解析。提高控制工程和信号处理学习、设计计算效率的计算机工具。
匹配滤波器模拟器——噪声中脉冲检测
Matched Filter Simulator — Pulse Detection in Noise
信号处理
匹配滤波器模拟器用卷积检测白色噪声中隐藏的已知脉冲信号，实时计算输入／输出信噪比与处理增益。改变振幅、脉冲长、噪声强度，直观学习脉冲长L倍的信噪比改善发生的机制。
MFCC特征模拟器——梅尔频率倒谱系数
MFCC Feature Simulator — Mel-Frequency Cepstral Coefficients
信号处理
MFCC特征模拟器——梅尔频率倒谱系数是以接近设计条件和主要指标为轴，短期追踪当前值和变化趋势的页面。
互信息量 MI 估计模拟器
Mutual Information (MI) Estimation Simulator
信号处理
用KSG、分箱、KDE、解析解的4种估计器计算互信息量 I(X;Y) 的模拟器。改变样本数 N 和相关系数 ρ、k近邻数 k、分箱数，比较估计偏差、95%置信区间、相对误差，用高斯基准确认估计器特性的免费工具。
奈奎斯特采样定理模拟器——折叠（混叠）
Nyquist Sampling Theorem Simulator — Aliasing of Sampled Signals
信号处理
奈奎斯特采样定理模拟器从信号频率 f、采样频率 f_s、观测时间、量化位数 N 实时计算奈奎斯特频率 f_s/2、折叠混叠频率 f_alias、量化 信噪比=6.02N+1.76 dB 并可视化。
帕塞瓦尔定理——时间与频率的能量守恒
Parseval's Theorem — Energy Conservation in Time and Frequency
信号处理
帕塞瓦尔定理模拟器验证离散信号的时间域能量Σ|x|²与频率域能量(1/N)Σ|X|²通过DFT完全一致，用正弦、矩形脉冲、高斯的3个信号。直观学习频谱解析基础的教育工具。
香农通信道容量模拟器——信息论极限
Shannon Channel Capacity Simulator — Information Theory Limit
信号处理
基于香农-哈特利定理，从带宽、信号功率、噪声功率实时计算通道容量C=B·log2(1+S/N)。可视化信噪比、频谱效率、达成目标通信速率所需的带宽的信息论模拟器。
数字滤波器频率响应设计工具
Signal Filtering
信号处理
Butterworth、Chebyshev、Bessel IIR滤波器的频率响应（增益、相位）实时显示。支持低通/高通/带通。包含音频EQ、地震仪、心电图预设。
信号调制模拟器
Signal Modulation
信号处理
信号调制模拟器是以接近设计条件和主要指标为轴，短期追踪当前值和变化趋势的页面。
信号、噪声、信噪比分析工具
Signal Noise
信号处理
在正弦波信号中添加白噪声、粉红噪声、量化噪声，实时计算信噪比、有效比特数、噪声底的免费CAE工具。同时用时间波形和频率频谱可视化信号与噪声，信噪比=10log10(Ps/Pn)等理论公式和
采样定理、混叠可视化
Signal Sampling
信号处理
奈奎斯特、香农采样定理与混叠交互可视化。改变信号频率、采样频率、信号类型，实时确认混叠发生条件。与振动测量、模态分析、数据采集的CAE实务直接相关。
扩频处理增益模拟器
Spread Spectrum Processing Gain Simulator
信号处理
直接序列扩频方式（DSSS）的处理增益、占用带宽、干扰容限计算。改变芯片速率、数据速率、干扰波功率、必要 Eb/N0、系统损耗，设计抗干扰通信链路的免费模拟器。
波形生成、合成模拟器
Waveform Generator
信号处理
用波形生成、合成模拟器自由组合正弦波、矩形波、三角波、锯齿波创建合成波形。实时计算RMS值和峰值，用高精度FFT解析计算显示周频谱。音响、电气工程学习和信号分析的最佳工具
Daubechies-4小波模拟器——db4多分辨率分析
Daubechies-4 Wavelet Simulator — db4 Multiresolution Analysis
信号处理
Daubechies-4小波模拟器用4点正交小波（db4）进行1D信号多分辨率分解，详细系数阈值零化压缩行为与重构MSE实时可视化。用比Haar更光滑的基学习压缩性能。
Haar小波变换模拟器——多分辨率分析与压缩
Haar Wavelet Transform Simulator — Multiresolution Analysis and Compression
信号处理
Haar小波变换模拟器可视化1D信号的多分辨率分析。改变样本数、分解级、阈值、信号种，直观学习近似系数与详细系数的系数金字塔，阈值处理压缩与重构误差。
窗函数频谱特性比较——主瓣宽度与旁瓣抑制
Window Function Spectral Comparison — Mainlobe Width and Sidelobe Suppression
信号处理
窗函数频谱特性模拟器实时比较矩形、Hann、Hamming、Blackman窗的主瓣宽度与旁瓣电平。直观学习频谱泄漏抑制与FFT解析窗选择效果的教育工具。
Z变换、数字信号分析模拟器
Z Transform
信号处理
在浏览器上简单模拟Z变换与数字信号处理分析。仅输入传递函数系数，即刻可视化极零点图、频率响应、脉冲响应。可进行稳定性判定和频率特性分析的计算工具。
使用指南
- 选择滤波器类型（低通、高通、带通）
- 以Hz为单位输入截止频率（例：1kHz、50kHz）
- 指定采样频率，决定滤波器阶数（1阶～8阶）
- 设置输入信号的频率成分，点击模拟运行按钮
- 用图表确认频率响应特性（增益、相位）和阶跃响应
具体计算示例
音频设备噪声滤波器设计示例：采样频率48kHz、截止频率15kHz的低通滤波器（4阶Butterworth）设计情况下，3dB衰减点为14.8kHz，100kHz的高频噪声衰减至-96dB。通过带宽纹波低于0.5dB，群延迟为3.2ms，可最小化音频信号的相位失真。
实务注意事项
- 电机控制（PWM 20kHz）情况下，将截止频率设置为采样频率的1/3以下，防止超过奈奎斯特频率的混叠
- 医疗设备ECG信号处理需要与50/60Hz工频陷波滤波器的组合设计
- 滤波器阶数越高获得越陡峭的截断特性，但运算负荷增加，需确认RTOS的CPU使用率
- FIR、IIR滤波器的实现方式会大幅改变硬件资源消耗量