designMultistageInterpolator

多级插补器设计

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C = designMultistageInterpolator(L)

C = designMultistageInterpolator(L,Fs,TW)

C = designMultistageInterpolator(L, f,TW, stop)

C = designMultistageInterpolator(___、名称、值)

描述

C= designMultistageInterpolator (l）设计了一种总插补系数为的多级插补器l．为了C是多级的，l一定不是质数。详细信息请参见算法．设计过程可能需要一段时间l有很多因素。

例子

C= designMultistageInterpolator (l，Fs，太瓦）设计了一种采样率为的多级插补器Fs过渡宽度为太瓦．这里的采样率是指信号经过多级插补器后的输出采样率。

多级插补器的截止频率为Fs/ (2l）.

例子

C= designMultistageInterpolator (l，Fs，太瓦，Astop）的最小衰减Astop结果设计的dB。

例子

C= designMultistageInterpolator (___，名称,值）使用一个或多个名称-值对参数指定其他设计参数。

例子:C = designMultistageInterpolator(48,48,200,80，'NumStages'，'auto')设计了一种每输入样本乘法最少的多级插补器。

例子

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设计高效插补器

打开实时脚本

设计一个单级插补器designMultirateFIR函数和多级插补器使用designMultistageInterpolator函数。确定两种设计的效率使用成本函数。实施效率由两个成本指标表征:NumCoefficients而且MultiplicationsPerInputSample．

计算实现这两种设计的成本，并确定哪种设计更有效。为了进行比较，可以设计滤波器，使它们的过渡宽度相同。

初始化

选择插补系数为48，输入采样率为30.72 MHz，单向带宽为100 kHz，阻带衰减为90 dB。

L = 48;Fin = 30.72e6;stop = 90;BW = 1e5;

使用designMultirateFIR函数

设计了插值滤波器designMultirateFIR功能产生单级设计。将半多相长度设置为有限整数，在本例中为4。

HalfPolyLength = 4;b = designMultirateFIR(L,1,HalfPolyLength, stop);d = dsp.FIRInterpolator(L,b)

D = dsp。FIRInterpolator with properties: InterpolationFactor: 48 NumeratorSource: 'Property'分子:[0 -6.0692e-06 -1.4587e-05 -2.5889e-05…显示所有属性

计算实现插值器的成本。插值滤波器需要376个系数和7个状态。每个输入样本的乘法数和每个输入样本的加法数分别为376和329。

成本(d)

ans =带字段的结构:NumCoefficients: 376 NumStates: 7 MultiplicationsPerInputSample: 376 AdditionsPerInputSample: 329

使用designMultistageInterpolator函数

设计与单级设计滤波器规格相同的多级插补器。使用以下关系计算过渡宽度:

Fc = Fin/(2*L);TW = 2*(Fc-BW);

默认情况下，所给出的阶段数NumStages参数设置为“汽车”，从而得到一个最佳设计，尽量减少每个输入样本的乘法次数。

c = designMultistageInterpolator(L,Fin,TW, stop)

C = dsp。FilterCascade的属性:Stage1: [1x1 dsp. properties]FIRInterpolator] Stage2: [1x1 dsp。FIRInterpolator]

调用信息函数c显示筛选器是作为两个级联实现的dsp。FIRInterpolator插值因子分别为24和2的对象。

计算实现插值器的成本。

成本(c)

ans =带字段的结构:NumCoefficients: 184 NumStates: 12 MultiplicationsPerInputSample: 322 AdditionsPerInputSample: 275

的NumCoefficients和MultiplicationsPerInputSample设计的两级滤波器参数较低designMultistageInterpolator功能，使其更高效。

比较两种设计的震级响应。

fvtool (b, c)传说(“单级”，“多级”）

图形过滤可视化工具-幅度响应(dB)包含一个轴对象和其他类型的uitoolbar, uimenu对象。标题为Magnitude Response (dB)的axis对象包含2个类型为line的对象。这些对象代表单级、多级。

震级响应表明，两个滤波器的过渡宽度是相同的，使得滤波器具有可比性。的成本函数表明，采用多级设计比采用单级设计效率更高。

使用“设计”选项。esignMultistageInterpolator函数

属性可以使过滤器更加有效“CostMethod”的参数designMultistageInterpolator函数“设计”．默认情况下，该参数设置为“估计”．

在“设计”模式下，函数设计每个阶段并计算过滤器顺序。这将产生与“估计”模式，其中函数估计每个阶段的过滤器顺序，并根据估计设计过滤器。

注意“设计”期权花费的时间比“估计”选择。

cOptimal =设计多级插值器(L，鳍，TW，停止，“CostMethod”，“设计”）

cOptimal = dsp。FilterCascadewith properties: Stage1: [1x1 dsp.FIRInterpolator] Stage2: [1x1 dsp.FIRInterpolator] Stage3: [1x1 dsp.FIRInterpolator]

成本(cOptimal)

ans =带字段的结构:NumCoefficients: 74 NumStates: 17 MultiplicationsPerInputSample: 296 AdditionsPerInputSample: 249

比较多级插补器设计

打开实时脚本

设计一个总插补系数为24的插补器designMultistageInterpolator函数。设计滤波器的两种配置:

两级配置-NumStages设置为2。
自动配置-NumStages设置为“汽车”．这种配置设计了一个过滤器，每个输入样本的乘法最少。

比较成本实现这两种配置。

初始化

选择插补因子24，输入采样率6 kHz，阻带衰减90 dB，过渡宽度0.03 $\times$ 6000/2。

L = 24;Fs = 6000;stop = 90;TW = 0.03*Fs/2;

设计过滤器

设计两个过滤器使用designMultistageInterpolator函数。

cAuto = designMultistageInterpolator(L, f,TW, stop，“NumStages”，“汽车”）

cAuto = dsp。FilterCascade的属性:Stage1: [1x1 dsp. properties]FIRInterpolator] Stage2: [1x1 dsp。FIRInterpolator] Stage3: [1x1 dsp。FIRInterpolator]

cTwo = designMultistageInterpolator(L,Fs,TW, stop，“NumStages”，2)

cTwo = dsp。FilterCascade的属性:Stage1: [1x1 dsp. properties]FIRInterpolator] Stage2: [1x1 dsp。FIRInterpolator]

命令查看筛选器信息信息函数。的“汽车”配置设计了三个FIR插补因子分别为4、3和2的级联插补器。两级结构设计了两个FIR插补器的级联，插补因子分别为6和4。

比较成本

方法比较实现这两种设计的成本成本函数。

成本(考托)

ans =带字段的结构:NumCoefficients: 70 NumStates: 28 MultiplicationsPerInputSample: 190 AdditionsPerInputSample: 167

成本(cTwo)

ans =带字段的结构:NumCoefficients: 98 NumStates: 22 MultiplicationsPerInputSample: 208 AdditionsPerInputSample: 185

的“汽车”组态插值滤波器产生了三段式设计，在性能方面优于两段式设计NumCoefficients而且MultiplicationsPerInputSample指标。

确定最佳多级插补器设计

打开实时脚本

多级设计中的滤波器满足以下条件:

组合响应必须满足或超过给定的设计规范。
组合插值必须等于所需的整体插值。

对于总插补系数为50的分段，有几个分段组合。

若要获得总系数最少的设计，请设置“MinTotalCoeffs”参数真正的．

stop = 80;L = 50;Fs = 6000;TW = 0.03*Fs/2;cMinCoeffs =设计多级插值器(L, f,TW，停止，“MinTotalCoeffs”,真正的)

cMinCoeffs = dsp。FilterCascadewith properties: Stage1: [1x1 dsp.FIRInterpolator] Stage2: [1x1 dsp.FIRInterpolator] Stage3: [1x1 dsp.FIRInterpolator]

成本(cMinCoeffs)

ans =带字段的结构:NumCoefficients: 58 NumStates: 18 MultiplicationsPerInputSample: 306 AdditionsPerInputSample: 257

要获得每个输入样本的乘法最少的设计，请设置“NumStages”“汽车的．

cMinMulti = designMultistageInterpolator(L,Fs,TW, stop，“NumStages”，“汽车”）

cMinMulti = dsp。FilterCascadewith properties: Stage1: [1x1 dsp.FIRInterpolator] Stage2: [1x1 dsp.FIRInterpolator]

成本(cMinMulti)

ans =带字段的结构:NumCoefficients: 156 NumStates: 9 MultiplicationsPerInputSample: 252 AdditionsPerInputSample: 203

比较使用的两个滤波器的幅度响应fvtool．两种滤波器都具有相同的过渡带特性和低于80 dB的阻带衰减。

fvtool (cMinCoeffs cMinMulti)传说(“最小化总系数”，“最小化每个输入样本的乘法次数”）

图形过滤可视化工具-幅度响应(dB)包含一个轴对象和其他类型的uitoolbar, uimenu对象。标题为Magnitude Response (dB)的axis对象包含3个类型为line的对象。这些对象代表最小化总系数，最小化每个输入样本的乘法数。

输入参数

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`l`- - - - - -整体插值系数
正整数

整体插值因子，指定为大于1的正整数。为了C是多级的，l一定不是质数。详细信息请参见算法．

数据类型:单|双|int8|int16|int32|int64|uint8|uint16|uint32|uint64

`Fs`- - - - - -输入采样率
`48000`(默认)|正实标量

多级插补器后输出信号的采样率，指定为正实标量。如果没有指定，Fs默认为48,000 Hz。多级插补器的截止频率为Fs/ (2l）.

数据类型:单|双|int8|int16|int32|int64|uint8|uint16|uint32|uint64

`太瓦`- - - - - -过渡宽度
`0.2×Fs / L`(默认)|正实标量

过渡宽度，指定为小于的正实标量Fs/l．如果没有指定，太瓦默认为0.2×Fs/l．过渡宽度必须小于Fs/l．

数据类型:单|双|int8|int16|int32|int64|uint8|uint16|uint32|uint64

`Astop`- - - - - -最小阻带衰减
正实标量

结果设计的最小阻带衰减，指定为正实标量。

数据类型:单|双|int8|int16|int32|int64|uint8|uint16|uint32|uint64

名称-值参数

的可选逗号分隔对名称,值参数。的名字参数名称和价值对应的值。的名字必须出现在引号内。您可以以任意顺序指定多个名称和值对参数Name1, Value1,…,的家．

例子:C = designMultistageInterpolator(48,48,200,80，'NumStages'，'auto')设计了一个多级插值器，每个输入样本的乘法最少。

`NumStages`- - - - - -插补器级数
`“汽车”`(默认)|正整数

插补器的级数，指定为正整数。如果设置为“汽车”，设计算法确定导致每个输入样本乘法最少的阶段数。如果指定为正整数，N，整体插值因子，l，至少要能因式分解N因素，不计算1或l作为因素。

数据类型:单|双|int8|int16|int32|int64|uint8|uint16|uint32|uint64

`MinTotalCoeffs`- - - - - -最小化系数总数
`假`(默认)|`真正的`

当假，设计算法使每个输入样本的乘法次数最小化。当真正的时，设计算法使总系数最小。

数据类型:逻辑

`CostMethod`- - - - - -成本计算方法
`“估计”`(默认)|`“设计”`

成本计算方法，指定为:

“估计”——该函数估计每个阶段所需的滤波器顺序，并根据估计设计滤波器。这种方法比“设计”，但可能导致次优设计。
“设计”——该函数设计每个阶段并计算过滤顺序。

数据类型:字符

`CostTolerance`- - - - - -宽容
`1 e-6`(默认)|积极的标量

公差，指定为正标量。该公差用于确定具有最少MPIS数量的多级配置。当多个配置在指定的公差范围内产生相同的最低MPIS时，将选择产生最低系数数的配置。要查看特定过滤器的系数和MPIS的总数，请使用成本函数。

数据类型:单|双|int8|int16|int32|int64|uint8|uint16|uint32|uint64

输出参数

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`C`-设计过滤器
`dsp。FilterCascade`

设计的过滤器，返回作为dsp。FilterCascade系统对象™。该滤波器是由函数设计的多个级联。阶段的数量是由“NumStages”论点。

要获得关于每个筛选器阶段的信息，请调用信息函数在C论点。

算法

将整体插补因子分解为较小的插补因子，每个插补因子分别作为相应阶段的插补因子。所有单独阶段的组合插值必须等于整体插值。组合响应必须满足或超过给定的设计规范。

函数确定插值器通过的阶段数“NumStages”论点。阶段的顺序是根据实施成本确定的。默认情况下,“NumStages”设置为“汽车”，从而得到MPIS最少的序列。当多个配置在指定的公差范围内产生相同的最低MPIS时，将选择产生最低系数数的配置。如果“MinTotalCoeffs”设置为真正的时，该函数确定所需总系数最少的序列。

默认情况下，“CostMethod”设置为“估计”．在这种模式下，函数估计每个阶段所需的滤波器顺序，并根据估计来设计滤波器。这种方法更快，但可能导致次优设计。为获得最优设计，请设置“CostMethod”来“设计”．在这种模式下，函数设计每个阶段并计算过滤器顺序。

另请参阅

在R2018b中引入

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描述

例子

设计高效插补器

比较多级插补器设计

确定最佳多级插补器设计

输入参数

l- - - - - -整体插值系数正整数

Fs- - - - - -输入采样率48000(默认)|正实标量

太瓦- - - - - -过渡宽度0.2×Fs / L(默认)|正实标量

Astop- - - - - -最小阻带衰减正实标量

名称-值参数

NumStages- - - - - -插补器级数“汽车”(默认)|正整数

MinTotalCoeffs- - - - - -最小化系数总数假(默认)|真正的

CostMethod- - - - - -成本计算方法“估计”(默认)|“设计”

CostTolerance- - - - - -宽容1 e-6(默认)|积极的标量

输出参数

C-设计过滤器dsp。FilterCascade

算法

另请参阅

对象

功能

主题

DSP系统工具箱文档

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`l`- - - - - -整体插值系数
正整数

`Fs`- - - - - -输入采样率
`48000`(默认)|正实标量

`太瓦`- - - - - -过渡宽度
`0.2×Fs / L`(默认)|正实标量

`Astop`- - - - - -最小阻带衰减
正实标量

`NumStages`- - - - - -插补器级数
`“汽车”`(默认)|正整数

`MinTotalCoeffs`- - - - - -最小化系数总数
`假`(默认)|`真正的`

`CostMethod`- - - - - -成本计算方法
`“估计”`(默认)|`“设计”`

`CostTolerance`- - - - - -宽容
`1 e-6`(默认)|积极的标量

`C`-设计过滤器
`dsp。FilterCascade`