dsp.FarrowRateConverter
多项式与任意采样率转换器转换因子
描述
的dsp.FarrowRateConverter系统对象™实现polynomial-fit采样率转换过滤器使用法罗结构。您可以使用该对象转换上下一个信号的采样率任意因素。这个对象支持定点操作。万博1manbetx
将一个信号的采样率:
创建
dsp.FarrowRateConverter对象并设置其属性。调用对象的参数,就好像它是一个函数。
了解更多关于系统对象是如何工作的,看到的系统对象是什么?
创建
语法
描述
frc= dsp.FarrowRateConverterfrc。对于每个通道的输入信号,frc输入采样率转换为输出采样率。
frc= dsp.FarrowRateConverter (名称,值)
例子:frc = dsp.FarrowRateConverter ('Specification','Coefficients','Coefficients',[1 2; 3 4])返回一个过滤器,它将从44.1千赫至48 kHz使用自定义实现二阶多项式滤波器的系数。
frc= dsp.FarrowRateConverter (傅氏国际,fsOut,托尔,np)frc,InputSampleRate属性设置为傅氏国际,OutputSampleRate属性设置为fsOut,OutputRateTolerance属性设置为托尔,PolynomialOrder属性设置为np。
属性
属性,除非另有注明nontunable后,这意味着你不能改变它们的值调用对象。对象锁当你叫他们,释放函数打开它们。
如果一个属性可调在任何时候,你可以改变它的值。
改变属性值的更多信息,请参阅系统设计在MATLAB使用系统对象。
过滤性能
InputSampleRate- - - - - -输入信号的采样率
44100年(默认)|积极的标量赫兹
输入信号的采样率,指定为一个积极的标量赫兹。输入采样率必须大于感兴趣的带宽。
数据类型:单|双|int8|int16|int32|int64|uint8|uint16|uint32|uint64
OutputSampleRate- - - - - -输出信号的采样率
48000年(默认)|积极的标量赫兹
输出信号的采样率,指定为一个积极的标量赫兹。输出采样率可以表示一个upsample或downsample输入信号。
数据类型:单|双|int8|int16|int32|int64|uint8|uint16|uint32|uint64
OutputRateTolerance- - - - - -最大容许输出采样率
0(默认)|积极的标量
最大容许输出采样率,指定为一个积极的标量从0到0.5,包容性。
实际的输出采样率各不相同,但在指定范围内。例如,如果OutputRateTolerance被指定为0.01,那么实际输出采样率范围OutputSampleRate±1%。这种灵活性通常使一个简单的滤波器设计。
数据类型:单|双|int8|int16|int32|int64|uint8|uint16|uint32|uint64
规范- - - - - -指定滤波器系数的方法
多项式阶的(默认)|“系数”
方法用于指定过滤器插入器滤波器系数,指定为以下之一:
多项式阶的——使用PolynomialOrder属性指定的顺序Lagrange-interpolation-filter多项式。对象计算系数满足率和宽容的属性。“系数”——使用系数属性指定直接多项式系数。
PolynomialOrder- - - - - -Lagrange-interpolation-filter多项式的顺序
3(默认)|正整数小于或等于4
Lagrange-interpolation-filter多项式的命令,指定为一个正整数小于或等于4。对象计算系数满足率和宽容的属性。
依赖关系
这个属性只适用于当您设置规范来多项式阶的。
数据类型:单|双|int8|int16|int32|int64|uint8|uint16|uint32|uint64
系数- - - - - -过滤器多项式系数
[1 1;1 0](默认)|实方阵
过滤器多项式系数,指定为一个实值米——- - - - - -米矩阵,米是多项式的秩序。
图中显示了信号流图dsp.FarrowRateConverter与系数设置为对象[1 2;3 4]。
每个分支的冷杉过滤系数矩阵的对应于一个行。
依赖关系
这个属性只适用于当您设置规范来“系数”。
数据类型:单|双|int8|int16|int32|int64|uint8|uint16|uint32|uint64
RoundingMethod- - - - - -舍入为定点操作方法
“地板”(默认)|“天花板”|“收敛”|“最近的”|“圆”|“零”
舍入方法,定点操作,指定为一个特征向量。更多信息见的舍入方法舍入模式。
OverflowAction- - - - - -溢出为定点操作动作
“包装”(默认)|“饱和”
溢出行动定点操作,指定为“包装”或“饱和”。更多细节溢出行为,看到溢出处理。
CoefficientsDataType- - - - - -数据类型的滤波器系数
numerictype (16)(默认)|numerictype对象
指定数据类型的滤波器系数,作为签署numerictype(定点设计师)对象。默认数据类型是一个签名,16位numerictype对象。您必须指定一个numerictype对象不特定的二进制小数点缩放。最大化精度,这个数据类型的对象决定了分数长度根据系数值。
FractionalDelayDataType- - - - - -数据类型的分数延迟
numerictype (0, 8)(默认)|numerictype对象
分数延迟的数据类型指定为一个无符号numerictype对象。默认数据类型是一个无符号,8位numerictype对象。您必须指定一个numerictype对象不特定的二进制小数点缩放。最大化精度,这个数据类型的对象决定了分数长度根据分数延迟值。
MultiplicandDataType- - - - - -数据类型的被乘数
numerictype(1, 16日,13)(默认)|numerictype对象
被乘数的数据类型指定为一个签名numerictype对象。默认数据类型是一个签署了16位numerictype对象可部分长度。您必须指定一个numerictype对象都有一个特定的二进制扩展点。
OutputDataType- - - - - -数据类型的输出
相同的单词长度作为输入的(默认)|“蓄电池一样”|numerictype对象
输出的数据类型,指定为以下之一:
相同的单词长度作为输入的——输出单词长度和长度比例是一样的输入。“蓄电池一样”——输出单词长度和长度是一样的蓄电池。numerictype对象——签署了定点输出数据类型。如果你不指定长度,一小部分对象计算分数基于输入长度范围。对象保存输入的动态范围。
对象的功能
使用一个目标函数,指定系统对象作为第一个输入参数。例如,释放系统资源的系统对象命名obj使用这个语法:
发行版(obj)
例子
使用dsp.FarrowRateConverter Upsample音频信号
请注意:如果您使用的是R2016a或更早的版本中,用等效替换每个调用对象一步语法。例如,obj (x)就变成了步骤(obj, x)。
注意:的dsp.AudioFileWriter不支持系统对象™万博1manbetxMATLAB在线。
创建一个dsp.FarrowRateConverter系统对象™将音频信号从44.1千赫到96千赫。集的多项式阶滤波器。
傅氏国际= 44.1 e3;FsOut = 96年e3;LagrangeOrder = 2;% 1 =线性插值frc = dsp.FarrowRateConverter (“InputSampleRate”傅氏国际,…“OutputSampleRate”FsOut,…“PolynomialOrder”,LagrangeOrder);基于“增大化现实”技术= dsp.AudioFileReader (“guitar10min.ogg”,“SamplesPerFrame”,14700);aw = dsp.AudioFileWriter (“guitar10min_96kHz.wav”,“SampleRate”,FsOut);
检查结果插值和大量毁灭的因素。
[插值函数,decim] = getRateChangeFactors (frc)
插值函数= 320
decim = 147
显示对象使用的多项式来适应输入样本。
多项式系数= getPolynomialCoefficients (frc)
多项式系数=3×30.5000 - -0.5000 0 0 -1.0000 1.0000 0.5000 0.5000 0
音频信号的转换100帧。将结果写入一个文件。
为n = 1:1:100 x = ar ();y = frc (x);亚历山大-伍尔兹(y);结束
释放dsp.AudioFileWriter系统对象™完成创建输出文件。
发布(aw)发布(ar)
画出输入和输出信号。法罗的延迟率转换器输出信号引入了一个延迟。
tx =(0:长度(x) 1)。/国际;泰=(0:长度(y) 1)。/ FsOut;图次要情节(2,1,1)情节(tx, x (: 1),“。”)举行在情节(泰,y (: 1),“——”0.005)xlim([0])包含(“时间(s)”)传说(输入样本的,的输出样本,“位置”,“最佳”)标题(通道1的次要情节(2,1,2)情节(tx, x (:, 2),“。”)举行在情节(泰,y (:, 2),“——”0.005)xlim([0])包含(“时间(s)”)传说(输入样本的,的输出样本,“位置”,“最佳”)标题(通道2的)
使用outputDelay函数来确定这个延迟值。占这个延迟,转变这个延迟值的输出。
(延迟,~,~)= outputDelay (frc Fc = 0)
延迟= 4.5351 e-05
tx =(0:长度(x) 1)。/国际;泰=(0:长度(y) 1)。/ FsOut;图次要情节(2,1,1)情节(tx, x (: 1),“。”)举行在情节(ty-delay, y (: 1),“——”0.005)xlim([0])包含(“时间(s)”)传说(输入样本的,的输出样本,“位置”,“最佳”)标题(通道1的次要情节(2,1,2)情节(tx, x (:, 2),“。”)举行在情节(ty-delay, y (:, 2),“——”0.005)xlim([0])包含(“时间(s)”)传说(输入样本的,的输出样本,“位置”,“最佳”)标题(通道2的)
放大看样本率的差异。
图次要情节(2,1,1)情节(tx, x(: 1),颜色= [0.6 0.6 0.6])在情节(tx, x (: 1),“罗”)情节(ty-delay y (: 1),“b”。传说)xlim ([0.0105 - 0.0107]) (“插入输入”,输入样本的,的输出样本)标题(通道1的次要情节(2,1,2)情节(tx, x(:, 2),颜色= [0.6 0.6 0.6])在情节(tx, x (:, 2),“罗”)情节(ty-delay y (:, 2),“b”。传说)xlim ([0.0105 - 0.0107]) (“插入输入”,输入样本的,的输出样本)标题(通道2的)
通过调整公差减少输入大小限制
创建一个dsp.FarrowRateConverter系统对象™公差为0%。输出率=OutputSampleRate财产。输入的大小必须大量毁灭的多个因素,米。在这种情况下是320。
frc = dsp.FarrowRateConverter (“InputSampleRate”96年e3,…“OutputSampleRate”44.1 e3);FsOut = getActualOutputRate (frc)
FsOut = 44100
[L, M] = getRateChangeFactors (frc)
L = 147
米= 320
允许公差1%的输出率,观察大量毁灭因素的差异。
frc。OutputRateTolerance = 0.01;FsOut2 = getActualOutputRate (frc)
FsOut2 = 4.4308 e + 04
(L2, M2) = getRateChangeFactors (frc)
L2 = 6
M2 = 13
现在只有13的大量毁灭因素。大量毁灭系数越低,输入尺寸更大的灵活性。率范围内的输出OutputSampleRate
1%。
频率响应的dsp.FarrowRateConverter
创建一个dsp.FarrowRateConverter系统对象™使用默认属性。计算和显示频率响应。
frc = dsp.FarrowRateConverter;[h f] = freqz (frc);情节(f, 20 * log10 (abs (h))) ylabel (滤波器响应的)包含(“频率(rad / s)”)
确定计算dsp.FarrowRateConverter成本
创建一个dsp。FarrowRateConverter系统对象™和默认值。确定其计算成本:系数的数量,数量的州,乘法/输入样本,每个输入样本和添加。
frc = dsp.FarrowRateConverter;中科=成本(frc)
中科=结构体字段:NumCoefficients: 16 NumStates: 3 MultiplicationsPerInputSample: 13.0612 AdditionsPerInputSample: 11.9728
重复计算,允许10%的公差输出采样率。
frc。OutputRateTolerance = 0.1;ctl =成本(frc)
ctl =结构体字段:NumCoefficients: 16 NumStates: 3 MultiplicationsPerInputSample: 12 AdditionsPerInputSample: 11
更多关于
算法
法罗过滤器使用霍纳氏规则实现分段多项式插值多项式计算样本。适合使用的多项式系数输入样本对应的拉格朗日插值系数。
一次多项式拟合输入数据,可以计算多项式的值在任何时候。因此,一个多项式滤波器使插值在任意地点之间的输入样本。
您可以使用任意阶的多项式适合现有的样品。经常摆动,然而,由于大订单多项式多项式的订单1、2、3或4用于实践。
算法计算插值在所需的位置只通过改变部分延迟µ。这个值之间的间隔是前面的输入样本和当前的输出示例。所有滤波器系数保持不变。
输入样本过滤后使用米+ 1 FIR滤波器,米是多项式的秩序。
这些过滤器的输出乘以分数延迟,µ。
输出是乘法运算结果的总和。
引用
[1]Hentschel, T。,G. Fettweis. "Continuous-Time Digital Filters for Sample-Rate Conversion in Reconfigurable Radio Terminals."Frequenz。55卷,5 - 6号,2001年,页185 - 188。
扩展功能
版本历史
介绍了R2014b
