多级滤波器概述- MATLAB & Simulink - MathWorks澳大利亚金宝app - 金宝app,下载188bet金宝搏,金宝搏官方网站

多级滤波器概述

多级过滤器是由串联或并联的多个过滤级组成。

当你需要将一个信号的采样率改变一个很大的因子，或者实现一个过渡宽度非常窄的滤波器时，在两个或多个阶段中实现设计比在一个阶段中实现更有效。当设计很长(包含很多系数)且成本很高(每个输入样本需要多次乘法和加法)时，多级方法比单级方法更有效地实现。

使用多个阶段实现具有大速率转换因子的多速率滤波器，允许逐步降低或增加采样率，允许在每个阶段对抗混叠或抗成像滤波器的要求更宽松。在单个阶段实现过渡宽度非常窄的滤波器需要对每个输入样本进行许多系数和许多乘法和加法。当存在严格的硬件要求并且不可能实现长过滤器时，多级方法可以作为一种有效的替代方案。虽然多阶段方法的实现是有效的，但设计优势是以增加复杂性为代价的。

多级杀害多人者

考虑一个我阶段杀害多人者。总体的抽取因子米被分割成更小的因子，每个因子都是对应的个体阶段的抽取因子。所有单独阶段的组合抽取必须等于总抽取。组合响应必须满足或超过给定的设计规范。

总体的抽取因子米表示为较小因子的乘积:

$米＝米_{1} 米_{2} \dots 米_{我}$

在哪里米_我抽取因子是阶段的吗我．每一阶段都是一个独立的小数。每个输出时的抽样率我^th阶段是:

$f_{我} ＝ \frac{f_{我 - 1}}{米_{我}} ，我＝ 1 ， 2 ， .．. ，我$

显示多级抽取器的各个阶段。每个阶段包含一个抗混叠滤波器，然后是一个下采样器。有这样的阶段。每个阶段输出时的采样率是不同的。

如果米在1中，多级方法显著降低了计算和存储要求。

多级插入器

考虑一个J阶段插入器。整体插值因子l被分成更小的因子，每个因子都是对应的单独阶段的插值因子。每个插补器中的滤波器消除了相应插补器中上采样过程引入的图像。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。

整体插值因子l表示为较小因子的乘积:

$l ＝ l_{1} l_{2} \dots l_{J}$

在哪里l_j插值因子是否为阶段j．每个阶段都是一个独立的插补器。每个输出时的抽样率j^th阶段是:

$f_{j} ＝ l_{j} f_{j - 1} ， j ＝ 1 ， 2 ， .．. ， J$

显示多级插补器的各个阶段。每个阶段包含一个上采样器，后面跟着一个反成像滤波器。有J个这样的阶段。每个阶段输出时的采样率是不同的。

如果l在1中，多级方法显著降低了计算和存储要求。

确定每个阶段的阶段数和速率转换因子

对于给定的速率转换因子R，有超过一种可能的过滤级配置。阶段数和每个阶段的速率转换因子取决于较小因子的数量R可分为。最优配置是导致最少计算工作量的过滤阶段序列，计算工作量由每个输入样本的乘法数、每个输入样本的加法数以及过滤器系数的总数来衡量。

在多级抽取滤波器的优化配置中，最短滤波器先出现，最长滤波器(过渡宽度最小)最后出现。这个序列确保了最长长度的滤波器以最低的采样率运行，从而显著降低了实现滤波器的成本。

同样，在多级插值滤波器的优化配置中，最长的滤波器先出现，最短的滤波器最后出现。这个序列再次确保了最长长度的滤波器以最低的采样率运行。

的designMultistageDecimator而且designMultistageInterpolatorDSP System Toolbox™中的功能自动确定最佳配置，包括确定级数和每个级的速率转换因子。最优配置将导致最少的计算工作量，并且您可以使用成本函数。有关示例，请参见多级汇率转换．

另请参阅

功能

成本|designMultistageDecimator|designMultistageInterpolator