多重速率的过滤器- MATLAB和Simulink的概述万博1manbetx - 万博1manbetx,s manbetx 845,万博尤文图斯

概述多重速率的过滤器

多重速率的过滤器是数字滤波器,改变数字信号的采样率不引入rate-converted信号混叠或成像。这些过滤器是归类为杀害多人者,降低采样率,提高采样率的插入器,转换器,两者的结合。DSP系统工具箱™提供几个MATLAB^®系统对象和模型万博1manbetx^®块实现杀害多人者,插入器,转换器。先进的过滤技术,如信道器通道合成器,双通道halfband过滤器银行和多级滤波器使用这些过滤器作为构建组件。

大量毁灭和插值

一个过滤器,降低了输入速度被称为杀害多人者。增加输入过滤速率称为一个插入器。大量毁灭的过程中减少了采样率通过压缩数据,只保留所需的信息。插值,另一方面,增加了信号的采样率。插值是有用的,例如,当您需要满足信号系统操作以更高的速度。可视化这一过程,检查下面的图,说明了时域插值和大量毁灭的过程。

上面图显示了一个离散时间信号的采样率fs。低版本的图表显示了摧毁,fs / 2的采样率。

如果你从顶部开始信号,采样频率Fs,然后信号采样在底部Fs/ 2的频率。在这种情况下,大量毁灭的因素米是2。大量毁灭和插值的过程允许减少或增加采样率同时最小化错误混叠和成像等不良影响。

杀害多人者

从概念上讲,杀害多人者由抗混叠低通滤波器downsampler。低通滤波器的作用是bandlimit之前将采样输入信号,以便满足奈奎斯特采样定理。

杀害多人者抗混叠低通滤波器包含一个downsampler紧随其后。

downsampler降低采样率fs来fs/米。以防止混叠速度较低fs/米,杀害多人者使用低通滤波器downsampler之前。的低通滤波器bandlimits小于输入信号fs/ 2米。这bandlimiting操作确保抽样的奈奎斯特判据是满意,因此保证近乎完美的过滤信号的重建w(n]。如果不满足奈奎斯特准则,发生混叠和信号不能被完全重建。

Accordiing尼奎斯特定理,带宽受限的信号,采样率必须至少信号带宽的两倍。例如,如果你有一个低通滤波器频率最高的10 MHz,和60 MHz,采样率最高的频率可以由系统处理不混叠60/2 = 30 MHz,大于10 MHz。你可以安全地设置米= 2,在这种情况下,因为(60/2)/ 2 = 15 MHz,仍大于10 MHz。

反锯齿的低通滤波器,滤波器必须满足以下要求:

阻带频率范围必须包含fs/ 2米≤f≤fs/ 2。
必须包含在通带频率范围0≤f<fs/ 2米。
在大量毁灭过程中不丢失任何信息,对原始信号的最高频率《外交政策》必须小于fs/ 2米。这个条件不满意结果时混叠。

影响时间和频率域

考虑一个杀害多人者downsample 3倍。

通过输入信号x(n通过抗混叠低通滤波器屈服w(n]。接下来的downsampler减少了3倍的过滤数据丢弃2样品每3样本屈服y(米]。

Downsampler改变信号的采样率从6千赫至2千赫。

在频域中,输入信号的采样率6 kHz首先经过低通滤波器。bandlimits信号进行低通滤波,去除图像频率,否则会引起混淆。接下来的downsampler downsamples过滤信号3倍2 kHz的采样率。

虚线的光谱成分的频率是别名如果输入信号x(n)不是由低通滤波器带宽受限。光谱清晰地显示了低通滤波的作用避免混叠。

左边是光谱图。在右边是时域图。第一行图形对应的输入信号x [n]。图表显示过滤信号的第二行w [n]在频域和时域。第三行图表显示downsampled过滤信号y [m]。图表显示downsampled和第四行过滤和混叠信号。

插入器

从概念上讲,一个插入器由一个anti-imaging upsampler紧随其后的是低通滤波器。低通滤波器的作用是消除图像频率upsampler造成的。

插入器包含一个anti-imaging upsampler其次是低通滤波器。

upsampler插入l−1新鲜感样品形成了新的信号w(米)的速度Lfs。这个加息创建图像在奈奎斯特频率区间。删除这些图像频率,通过w(米通过一个anti-imaging低通滤波器)信号。低通滤波器bandlimitsw(米)信号fs/ 2或更少。最高的有效频率后增加利率Lfs是Lfs/ 2。为了消除光谱图像,使用低通滤波器bandlimit upsampled信号Lfs/ 2l或fs/ 2。