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上篇文字里面,我们说到了
FIR
滤波
器,接下来我们在此处讨论一下插值滤波。
这个话题属于多速率信号处理的范畴,
经典的参考读物有杨小牛老师的
《软件无
线电原理与应用》
以及
Fredric J. Harris
所著的
《通信系统中的多采样率信号
处
理》,这两位都是通信行业中的大腕,前者曾是中电科
36<
/p>
所的所长,这个所在
嘉兴,
是国内电子对
抗领域的翘楚。
后面一位更加厉害,
高通公司用他的名字在
p>
圣迭戈州立大学设立了一个奖学金。
<
/p>
数字上、
下变频是软件无线电领域里面非常重要的一个分支,
p>
以数字上变频来说,
关键技术就是插值滤波和
DDS
技术。插值滤波技术,也叫做上采样,或采样率
提升,
为什么这个技术很重要呢,请自行搜索“软件无线电
插值滤波器”。
< br>根据小牛老师的书,信号
N
倍插值之后的频谱会出现
p>
N
个镜像。于是呢,需要
用滤波器来把镜像
频率除去,插值滤波器常用的有
2
个系列,
FIR
和
CIC
,其中
FIR
主要用于小倍率的插值,
而
CIC
则用于大倍率的插值,
比如说,
参照以下
ADI
的经典芯片
AD9857
,里面用
FIR
做了
4
倍插值,用
CI
C
做
2-63
倍插值,这是
因为
FIR
需要进行大量乘加,但是滤波性能好,
而
CIC
不用乘法,但是只能抑制
镜像
频率附近的信号频带,
并且
CIC
的通
带内衰减较快,
所以
CIC
适合用在高
采
样率的一端,关于
CIC
先不多说,
此处专注
FIR
系列。
贴一张小牛老师书里面的插图
. .
.
资
料
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多速率
FIR
滤波器有两种说法,半带滤波器(
halfband filter
< br>)和多相滤波器,半
带其实也是多相的一个特例,区别在于,如果进行
2
的
N
次幂的插值,我们
通
常用半带,因为乘法数量可以降为原来的
1/4
,而对于非基
2
的插值,我们就得
< br>用多相结构了。无论是半带还是多相,其实都是一种对原型滤波器的优化。噢,
原
型滤波器,
对了,
为了设计最终使用的滤波器,
我们首先要有一个原型滤波器,
然后根据这个原型滤波器再设计半带或是多相结
构的滤波器,
详情请自行拜读小
牛爷爷的书吧,祖师爷的书最好
还是买一本算是交了保护费嘛。
此
处的仿真过程大致如下,首先,生成一个多音正弦,然后进行补零的插值,然
后把补零插
值的信号塞到一个低通滤波器里面,
这样就有三个版本的信号,
原始
信号,
补零插值信号,
以及插值滤
波之后的信号。
注意此仿真的计算过程是概念
上的理论模型,<
/p>
实际干活中不会这么做的,
因为进入滤波器的数据里面包含的大<
/p>
量的
0
数据,把这种数据拿去做乘法是个
非常亏本的事情,所以才会有半带啊,
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资
料
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多相啊这种优化,嗯,不再赘述了,先看图吧,另外,吐
槽一下,
EDN
网站啊,
你是我们码农
电工的乐园,
尽管杂志是免费送的,
网站是免费看到,
博客是免费
写的,
您就不能支持一下清楚一点的
图片么,
您瞧我这几张时域频域信号图片寒
碜的,
我自己都觉得难受,
实在不成您办个募捐,
俺们捐点
款给您买带宽买磁盘
阵列也成啊。
三个版本信号的时域图
滤波器频响
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资
料
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原始信号频谱
补零插值信号频谱
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资
料
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插值滤波信号频谱
OK<
/p>
,上代码,请自行修改参数绘图,祝玩得开心
. .
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资
料
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