抽取和内插.pdf

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1、1 / 4下载文档可编辑多速率信号处理及抽取和内插一：多速率信号处理1、在信号处理系统中有时需要不同的抽样率，这样做的目的有时是为了适应不同系统之间的级联，以利于信号的处理、编码、传输和存储，有时则是为了节省计算工作量。数据速率的转换两种途径：1）数字信号数模转换模拟信号模数转换另一抽样率抽样2）数字信号处理数字信号处理基本方法抽样率转换目的：改变原有数字信号的频率方法：抽取和内插，低通滤波。低通滤波：抽取和内插的前提条件是信号频带内没有频谱混叠，实现这一点需要用到低通滤波。2、多速率滤波器 - 具有线性相位的 FIR 滤波器。常用的多速率滤波器： 多速率 FIR 滤波器，积分梳状滤波器 （C

2、IC）和半带滤波器 (HB);3、常用多速率信号处理结构第一级： CIC滤波器。用于实现抽取和低通滤波第二级： fir实现的半带滤波器优点：工作在较低频率下，且滤波器参数得到优化，更容易以较低阶数实现，达到节省资源，降低功耗的目的。二：抽取2 / 4下载文档可编辑概念：使抽样率降低的转换。1、整数倍抽取当信号的抽取数据量太大时， 为了减少数据量以便于处理和计算，我们把抽样数据每隔（D-1）个取一个，这里D是一个整数。这样的抽取称为整数抽取，D称为抽取因子。2、抽取后结果：信号的频谱：信号的频谱周期降低1/D;信号的时域：信号的时域每D个少了（ D-1）信号。3、抗混叠滤波：在抽取前，对信号进行

3、低通滤波， 把信号的频带限制在抽样后频率的一半以下， 这样，整数倍抽取的的问题就变成了一个低通滤波的问题。信号时域图3 / 4下载文档可编辑信号频域图程序运行后所得到的滤波前后信号的时域图，滤波器的频率响应图如上图。 从图中可以看出， 经半带滤波器滤波后的信号，与原信号相比，波形没有改变，但抽样速率降低了一半；半带滤波器通阻带容限相同，具有严格线性相位。三：内插概念：使抽样率升高的转换。1、整数倍内插：在已知的相邻抽样点之间等间隔插入（I-1 ）个零值点。然后进行低通滤波，即可求得I 倍内插的结果。2、内插后结果：信号的时域：已知抽样序列的两相邻抽样点之间等间隔多了 I-1 个值信号的频谱：信号的频谱周期增加了I 倍。4 / 4下载文档可编辑从上图可以看出，内插后， 8 倍采样后的正弦波信号，经8倍零值内插及低通滤波处理后，已经形成正确的64 倍采样信号。3、比值为有理数的抽样率转换：概念上：将给定的抽样信号经过D/A转换变成模拟信号，然后用所需的抽样率进行抽样， 得出所需的另外一个抽样信号。实际上：采用先内插后抽取的方法直接实现抽样率比值为有理数的转换，根据整数倍抽取及内插的原理，速率转换过程中均需使用低通滤波器为抗混叠滤波器，因此设计一个截止频率为二者带宽最小值的低通滤波器即可。