dsp。FarrowRateConverter
任意转换因子多项式采样率转换器
描述
的dsp。FarrowRateConverter系统对象™使用Farrow结构实现了一个多项式拟合样本率转换滤波器。您可以使用此对象将信号的采样率按任意因素向上或向下转换。该对象支持定点操作。金宝app
转换信号的采样率:
创建
dsp。FarrowRateConverter对象并设置其属性。使用参数调用对象，就像调用函数一样。
要了解更多关于System对象如何工作的信息，请参见什么是系统对象？
创造
语法
描述
frc= dsp。FarrowRateConverterfrc．对于输入信号的每个通道，frc将输入采样率转换为输出采样率。
frc=dsp.FarrowRateConverter(名称,值）
frc = dsp。FarrowRateConverter(“规范”、“系数”、“系数”,[1 2;3 4])返回使用实现二阶多项式滤波器的自定义系数将44.1 kHz转换为48 kHz的滤波器。
frc=dsp.FarrowRateConverter(fsIn，fsOut，托尔，np）frc,InputSampleRate属性设置为fsIn，OutputSampleRate属性设置为fsOut，OutputRateTolerance属性设置为托尔,PolynomialOrder属性设置为np．
性质
除非另有说明，否则属性为不能，这意味着您在调用对象后无法更改其值。对象在调用时锁定，并且释放函数打开它们。
如果一个属性是可调，您可以随时更改它的值。
有关更改特性值的详细信息，请参见在MATLAB中使用系统对象进行系统设计．
过滤性能
InputSampleRate- - - - - -输入信号的采样率
44100（默认）|以Hz为单位的正标量
输入信号的采样率，指定为Hz的正标量。输入采样率必须大于所关心的带宽。
数据类型：仅有一个的|双重的|int8|int16|int32|int64|uint8|uint16|uint32|uint64
OutputSampleRate- - - - - -输出信号采样率
48000（默认）|以Hz为单位的正标量
输出信号的采样率，以Hz为单位指定为正标量。输出采样率可以表示输入信号的上采样或下采样。
数据类型：仅有一个的|双重的|int8|int16|int32|int64|uint8|uint16|uint32|uint64
OutputRateTolerance- - - - - -输出取样率的最大公差
0（默认）|积极的标量
输出采样率的最大公差，指定为0到0.5（含0.5）之间的正标量。
实际输出采样率有所不同，但在指定范围内。例如，如果OutputRateTolerance被指定为０．０１，则实际输出采样率在该范围内OutputSampleRate±1%。这种灵活性通常支持更简单的过滤器设计。
数据类型：仅有一个的|双重的|int8|int16|int32|int64|uint8|uint16|uint32|uint64
规范- - - - - -指定过滤系数的方法
多项式阶的（默认）|“系数”
为插值滤波器指定滤波器系数的方法，指定为以下之一：
多项式阶的——使用PolynomialOrder性质来指定拉格朗日插值滤波多项式的阶数。该对象计算满足速率和容差特性的系数。“系数”——使用系数属性直接指定多项式系数。
PolynomialOrder- - - - - -拉格朗日插值滤波多项式的阶数
3.（默认）|小于或等于4的正整数
拉格朗日插值滤波多项式的阶数，指定为小于或等于4的正整数。该对象计算满足速率和容差特性的系数。
依赖关系
此属性仅在设置时应用规范到多项式阶的．
数据类型：仅有一个的|双重的|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
过滤多项式系数，指定为实值米——- - - - - -米矩阵,米是多项式阶的。
该图显示了a的信号流图dsp。FarrowRateConverter将系数设置为的对象[1 2;3 4]．
FIR滤波器的每个分支对应于系数矩阵的一行。
依赖关系
此属性仅在设置时应用规范到“系数”．
数据类型：仅有一个的|双重的|int8|int16|int32|int64|uint8|uint16|uint32|uint64
RoundingMethod- - - - - -定点运算的舍入法
“地板”（默认）|“天花板”|“收敛的”|“最近的”|“圆”|“零”
定点运算的舍入方法，指定为字符向量。有关舍入方法的更多信息，请参见舍入模式．
OverflowAction- - - - - -定点操作的溢出操作
“包装”（默认）|“饱和”
定点操作的溢出操作，指定为“包装”或“饱和”．有关溢出操作的详细信息，请参见溢出处理．
CoefficientsDataType- - - - - -滤波系数的数据类型
numerictype (16)（默认）|numerictype对象
过滤器系数的数据类型，用符号指定numerictype(定点设计师)对象。默认数据类型是有符号的16位numerictype对象。必须指定numerictype对象没有特定的二值点缩放。为了使精度最大化，对象根据系数值确定该数据类型的分数长度。
FractionalDelayDataType- - - - - -分数延迟的数据类型
numerictype (0, 8)（默认）|numerictype对象
分数延迟的数据类型，指定为无符号numerictype对象。默认数据类型是无符号的8位数据numerictype对象。必须指定numerictype对象，无特定的二进制点缩放。为了最大限度地提高精度，对象根据分数延迟值确定此数据类型的分数长度。
MultiplicandDataType- - - - - -被乘数的数据类型
numerictype(1, 16日,13)（默认）|numerictype对象
被乘数的数据类型，指定为有符号numerictype对象默认数据类型为有符号16位numerictype具有13位分数长度的对象。必须指定numerictype具有特定二进制点缩放的对象。
OutputDataType- - - - - -输出数据类型
“与输入的字长相同”（默认）|“蓄电池一样”|numerictype对象
输出的数据类型，指定为以下类型之一:
“与输入的字长相同”—输出长度和分数长度与输入相同。“蓄电池一样”-输出字长和分数长度与累加器相同。numerictypeobject -有符号的定点输出数据类型。如果没有指定分数长度，则该对象根据输入范围计算分数长度。对象保留输入的动态范围。
对象的功能
要使用对象函数，请指定System对象作为第一个输入参数。例如，释放名为system的对象的系统资源obj，使用下面的语法:
发行版(obj)
例子
使用dsp对音频信号进行采样。FarrowRateConverter
请注意:如果你正在使用R2016a或更早的版本，将每个对对象的调用替换为等价的步语法。例如,obj（x）就变成了步骤(obj, x)．
注意:的dsp。音频文件编写器中不支持系统对象™金宝appMATLAB在线．
创建一个dsp。FarrowRateConverter系统对象™转换音频信号从44.1 kHz到96 kHz。设置滤波器的多项式顺序。
fs1 = 44.1 e3;fs2 = 96年e3;LagrangeOrder = 2;% 1 =线性插值frc = dsp。FarrowRateConverter (“InputSampleRate”，fs1，...“输出采样器”，fs2，...“多项式序”, LagrangeOrder);基于“增大化现实”技术= dsp。AudioFileReader (“guitar10min.ogg”，“SamplesPerFrame”, 14700);aw = dsp。AudioFileWriter (“guitar10min_96kHz.wav”，“采样器”, fs2);
检查得到的插值和抽取因子。
[插值函数,decim] = getRateChangeFactors (frc)
插值函数= 320
decim = 147
显示对象用来匹配输入样本的多项式。
多项式系数= getPolynomialCoefficients (frc)
系数=3×30.5000 -0.5000 0 -1.0000 0 1.0000 0.5000 0.5000 0
转换100帧音频信号。将结果写入文件。
为n=1:1:100 x=ar（）；y=frc（x）；aw（y）；结束
释放音频文件编写器系统对象™以完成输出文件的创建。
发布(aw)发布(ar)
绘制第100帧数据的输入和输出信号。延迟输入以补偿滤波器的延迟。
t1 = 0:1 / fs1:1/30-1 / fs1;t2 = 0:1 / fs2:1/30-1 / fs2;延迟=装天花板((LagrangeOrder + 1) / 2) / fs1;el1 = 1:长度(t1)延迟;el2 = 1:长度(t2);el2(1:延迟)= [];图subplot(2,1,1) plot(t1(1:length(el1))，x(el1,1)) hold在情节(t1(1:长度(el1)), x (el1, 2))包含(“时间(s)”)头衔(的输入通道)子地块（2,1,2）图（t2（1：长度（el2）），y（el2,1））保持在情节(t2(1:长度(el2)), y (el2, 2))包含(“时间(s)”)头衔(“输出通道”）
放大以查看抽样率的差异。
图次要情节(2,1,1)情节(t1(1:长度(el1)), x (el1, 1),“啊——”)举行在情节(t2(1:长度(el2)), y (el2, 1),“d——”) xlim([0.0104 0.0107]) title(“第一频道”)包含(“时间(s)”)传奇(“输入”，“输出”次要情节(2,1,2)情节(t1(1:长度(el1)), x (el1, 2),“啊——”)举行在情节(t2(1:长度(el2)), y (el2, 2),“d——”)xlim（[0.0104 0.0107]）xlabel(“时间(s)”)头衔(“第二频道”)传奇(“输入”，“输出”）
通过调整公差来减少输入尺寸限制
创建一个dsp。FarrowRateConverter系统对象™具有0%的容忍。输出速率等于OutputSampleRate财产．输入大小必须是抽取因子的倍数，米．这里M等于320。
frc = dsp。FarrowRateConverter (“InputSampleRate”，96e3，...“输出采样器”44.1 e3);FsOut = getActualOutputRate (frc)
FsOut = 44100
[L, M] = getRateChangeFactors (frc)
L = 147
M=320
允许输出速率有1%的公差，并观察抽取因子的差异。
frc。OutputRateTolerance = 0.01;FsOut2 = getActualOutputRate (frc)
FsOut2 = 4.4308 e + 04
[L2，M2]=getRateChangeFactors（frc）
L2 = 6
M2=13
抽取系数现在只有13。抽取因子越低，输入的灵活性越大。输出速率在该范围内OutputSampleRate
1%．
dsp的频率响应。FarrowRateConverter
创建一个dsp。FarrowRateConverter具有默认属性的系统对象™。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dsp的计算成本。FarrowRateConverter
创建一个dsp.FarrowRateConverter系统对象™ 使用默认值。确定其计算成本：系数数、状态数、每个输入样本的乘法和每个输入样本的加法。
frc=dsp.FarrowRate转换器；cst=成本（frc）
中科=结构体字段:NumCoefficients: 16 NumStates: 3 MultiplicationsPerInputSample: 14.1497 AdditionsPerInputSample: 11.9728
重复计算，允许输出采样率有10%的误差。
frc。OutputRateTolerance = 0.1;ctl =成本(frc)
ctl=结构体字段:NumCoefficients:16个NumStates:3乘法PRinputSample:13加法PRinputSample:11
算法
法罗滤波器使用霍纳规则实现分段多项式插值，从多项式中计算样本。用于拟合输入样本的多项式系数对应于拉格朗日插值系数。
一旦多项式与输入数据拟合，多项式的值就可以在任何点计算出来。因此，多项式滤波器可以在输入样本之间的任意位置进行插值。
你可以使用任意顺序的多项式来适应现有的样本。然而，由于大阶多项式经常振荡，所以实际中使用1、2、3或4阶多项式。
该块仅通过改变分数延迟来计算所需位置处的插值，µ。此值是上一个输入样本和当前输出样本之间的间隔。所有滤波器系数保持不变。
输入样本使用米+ 1 FIR滤波器，其中米是多项式阶的。
这些滤波器的输出乘以分数延迟，µ．
输出是乘法结果的和。
参考文献
[1] Hentschel, T.和G. Fettweis。可重构无线电终端中采样率转换的连续时间数字滤波器。Frequenz．第55卷第5-6期，2001年，185-188页。
扩展能力
C/C++代码生成
使用MATLAB®Coder™生成C和c++代码。
HDL代码生成
使用HDL Coder™为FPGA和ASIC设计生成Verilog和VHDL代码。
该对象支持使用Filte金宝appr Design HDL Coder™产品生成HDL代码。有关工作流程和限制，请参见生成过滤系统对象的HDL代码(Filter Design HDL编码器)．
定点转换
使用fixed-point Designer™设计和模拟定点系统。
如果输入是固定点，则必须是有符号整数或有符号固定点，具有两个斜率的幂和零偏差。
该图表显示了dsp。FarrowRateConverter对象用于定点信号和浮点信号。您可以使用对象的属性指定这些数据类型，请参见定点属性．如果输入是浮点数，则filter中的所有数据类型都与输入数据类型相同，仅有一个的或双重的．
如果输入为定点，FIR滤波器使用RoundingMode，OverflowMode,CoefficientsDataType财产。FIR滤波器中的累加器和乘积使用全精度数据类型。对象将FIR下载188bet金宝搏滤波器的输出强制转换为MultiplicandDataType．
另请参阅
功能
对象
阻碍
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