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2025-08-22T16:43:18Z

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Ein '''Wellendigitalfilter''' (engl. ''Wave Digital Filter'') ist ein [[digitales Filter]], welches im Bereich der [[Digitale Signalverarbeitung|digitalen Signalverarbeitung]] eingesetzt wird. Die Besonderheit dieses Filtertyps liegt darin, dass ausgehend von passiven [[Analogfilter|analogen Filtern]], welche [[Elektrische Schaltung|elektrische Schaltungen]] mit [[Kondensator (Elektrotechnik)|Kondensatoren]], [[Induktivität]]en und [[Elektrischer Widerstand|elektrischen Widerständen]] sind, der Aufbau der digitalen Filterstruktur und die Bestimmung der Filterparameter abgeleitet wird. Wellendigitalfilter wurden Anfang der 1970er Jahre von [[Alfred Fettweis]] entwickelt.<ref>[https://web.archive.org/web/20090624014139/http://www.pm.ruhr-uni-bochum.de/pm2008/msg00152.htm Von analogen Siebschaltungen zur modernen IT-Sicherheit. Hohe Auszeichnung für den Vater der Wellendigitalfilter. US-Institut verleiht Kirchhoff-Preis an Bochumer Emeritus], [[Ruhr-Universität Bochum]] Presseinfo 152, 19. Mai 2008</ref>

== Aufbau ==
[[Datei:IIR Lattice Wave Digital Filter (WDF).svg|mini|hochkant=1.5|Beispielhafte Filterstruktur eines Wellendigitalfilters als [[Latticefilter]] 2. Ordnung]]
Wellendigitalfilter sind in ihrer Struktur rekursive digitale Filter. Dies sind Filter, welche in ihrem Aufbau Rückkopplungen und Schleifen aufweisen und zählen zu der Klasse der [[Filter mit unendlicher Impulsantwort|IIR-Filter]]. Wellendigitalfilter kommen nicht mit der minimal möglichen Anzahl von Filterkoeffizienten aus. Die Struktur dieser Filter ist komplexer als bei den kanonischen Direktformen 1 und 2 und es werden mehr Rechenoperationen bei vergleichbarer Filterordnung benötigt.

Der Vorteil der Wellendigitalfilter liegt in ihrer höheren Unempfindlichkeit gegenüber [[Quantisierungsfehler]]n der Filterparameter. Von passiven analogen Filtern, auch LC-Abzweigschaltung genannt, ist bekannt, dass diese unempfindlich gegenüber Bauteiltoleranzen sind. Diese Bauteiltoleranzen von analogen Filtern entsprechen der begrenzten Genauigkeit der Filterparameter im digitalen Filter. Deshalb werden – ausgehend von den unempfindlichen analogen Filterstrukturen – entsprechende digitale Filterstrukturen abgeleitet, die dann eine ebenso hohe Unempfindlichkeit bei den zu realisierenden Parametern aufweisen. Bei konkreten Implementierungen in [[Signalprozessor (Hardware)|Signalprozessoren]] und [[FPGA]]s können unter Umständen kürzere Wortlängen in den Signalpfaden verwendet werden, was Rechenaufwand bzw. Schaltungsgröße minimiert.

Das Einsatzgebiet von Wellendigitalfilter umfasst dieselben Bereiche wie gewöhnliche digitale Filter in den Normalformen.

== Literatur ==
*{{Literatur
|Autor = [[Karl-Dirk Kammeyer]], Kristian Kroschel
|Titel = Digitale Signalverarbeitung - Filterung und Spektralanalyse mit MATLAB-Übungen
|Verlag = Teubner | Jahr = 2006 | ISBN = 3-835-10072-6 }}
*{{Internetquelle
| autor= Stefan Bilbao and Julius O. Smith
| hrsg= Stanford University
| url= https://ccrma.stanford.edu/~jos/WaveDigitalFilters/WaveDigitalFilters_4up.pdf | titel= Wave Digital Filters, Lecture 12 | datum=2013 | zugriff=2013-03-18 | format= PDF; 100 kB }}

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Digitale Signalverarbeitung]]
[[Kategorie:Filter (Elektrotechnik)]]

Wellendigitalfilter - Versionsgeschichte

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