dsp。FIRRateConverter
采样率转换器
描述
的dsp。FIRRateConverterSystem object™通过一个有理数因子对一个矢量或矩阵输入执行采样率转换。FIR速率转换器级联一个插值器与一个抽取器。速率转换器(如图所示)在概念上由上采样器组成，然后是组合抗成像和抗混叠FIR滤波器，然后是下采样器。FIR滤波器的抗成像和抗混叠系数可以通过分子属性，也可以由对象使用designMultirateFIR函数。使用示例请参见使用FIR速率转换器重新采样信号．
上采样器将信号的采样率提高一个系数l下采样器将信号的采样率降低一个系数米．使用相对素数或素数的上采样和下采样因子。得到的离散时间信号的采样率为L / M乘以原始采样率。
注意，实际的对象算法实现了多相结构，这是图中所描述的组合系统的有效等效。有关详细信息，请参见算法．
执行采样率转换:
创建
dsp。FIRRateConverter对象并设置其属性。调用带参数的对象，就像调用函数一样。
要了解有关System对象如何工作的更多信息，请参见什么是系统对象?
创建
语法
描述
firrc= dsp。FIRRateConverterdesignMultirateFIR (2)函数。
firrc= dsp。FIRRateConverter (l，米）InterpolationFactor属性设置为l和DecimationFactor属性设置为米．对象根据您在创建对象时指定的速率转换因子设计其筛选器系数designMultirateFIR (L, M)函数。所设计的滤波器对应于归一化截止频率不大于的低通分钟(π/ L,π/米)以径向频率为单位。
firrc= dsp。FIRRateConverter (l，米，“汽车”）NumeratorSource属性设置为“汽车”．在此模式下，每次在速率转换因子中有更新时，对象使用中指定的设计方法重新设计滤波器DesignMethod．
firrc= dsp。FIRRateConverter (l，米，全国矿工工会）InterpolationFactor属性设置为l,DecimationFactor属性设置为米，和分子属性设置为全国矿工工会．
firrc= dsp。FIRRateConverter (l，米，方法）InterpolationFactor属性设置为l,DecimationFactor属性设置为米，和DesignMethod属性设置为方法．当您将设计方法作为输入传递时NumeratorSource属性自动设置为“汽车”．
firrc= dsp。FIRRateConverter (＿＿＿，名称,值）
firrc = dsp.FIRRateConverter('FullPrecisionOverride'，'false')允许通过单个定点属性设置控制定点数据类型。
firrc= dsp。FIRRateConverter (l，米，“遗产”）Firpm (70，[0 0.28 0.32 1]，[1 1 0 0])．所设计滤波器的截止频率为π/3弧度/采样。
属性
对象的功能
要使用对象函数，请将System对象指定为第一个输入参数。例如，释放system对象的系统资源obj，使用以下语法:
发行版(obj)
例子
使用FIR速率转换器重新采样信号
以3/2的倍数重新采样100hz正弦波信号。
请注意:如果您使用的是R2016a或更早的版本，请将对该对象的每个调用替换为等效的调用一步语法。例如,obj (x)就变成了步骤(obj, x)．
创建一个dsp。SineWave对象，每帧产生54个采样的正弦信号，包含100 Hz的音调，采样率为1250 Hz。
sin = dsp。SineWave（1，100，“SampleRate”, 1250,“SamplesPerFrame”54);%抓取一个帧X = sin ();计算输入时间向量tx = (0:length(x)-1)/sin . samplerate;
设计默认过滤器
创建一个dsp。FIRRateConverter对象。该对象使用组合抗成像和抗混叠FIR滤波器。默认情况下，此过滤器是使用designMultirateFIR函数。该函数根据您指定的速率转换因子设计过滤器，并将系数存储在分子财产。当插值因子为3，抽取因子为2时，对象用designMultirateFIR (2)．
firrc = dsp.FIRRateConverter(3,2);
以3/2的倍数重新采样
对信号以3/2的倍数重新采样。
Y = firrc(x);
绘制原始和重新采样的信号。为了将两个信号绘制在同一张图上，得到时间仿射变换参数。使用这些参数来计算输出样本时间。的 输出采样时间等于 ．由于转化率为3/2，输入和输出值每3个输出样本和每其他输入样本重合。
scale = firrc.InterpolationFactor/firrc.DecimationFactor;delay = length(firrc.Numerator)/(2*firrc.DecimationFactor);计算输入单位中向量y的输出次数ty = (((0:length(y)-1)-delay)/scale)/sin . samplerate;茎(tx, x,“填充”, MarkerSize = 4);持有在;茎(泰,y);持有从;Xlim ([0.0 0.0145]) ylim([-1.5 1.5]) legend(原始输入的，重新取样的）;
在自动滤波器设计模式下，以5/3的系数重新采样
现在将插值因子更改为5，将抽取因子更改为3。为了使滤波器设计根据新的速率转换因子自动更新，请设置NumeratorSource财产“汽车”．或者，您可以传递关键字“汽车”作为创建对象时的输入。然后，对象在自动过滤设计模式下运行。每当速率转换因子发生变化时，对象就会相应地更新滤波器设计。
(firrc) firrc发布。NumeratorSource =“汽车”;firrc。InterpolationFactor = 5;firrc。抽取因子= 3
Firrc = dsp。FIRRateConverter与属性:InterpolationFactor: 5 DecimationFactor: 3 NumeratorSource: 'Auto' DesignMethod: 'Kaiser'显示所有属性
要在自动过滤器设计模式下访问过滤器系数，请键入firrc。Numerator在MATLAB命令提示符中。
用更新的速率转换值重新采样信号。
yAuto = firrc(x);
绘制原始和重新采样的信号。重新计算时间仿射变换参数，因为速率转换因子发生了变化。注意，由于5/3转换因子，输入和输出每3个输入样本和5个输出样本重合。
scale = firrc.InterpolationFactor/firrc.DecimationFactor;delay = length(firrc.Numerator)/(2*firrc.DecimationFactor);计算输入单位中向量yAuto的输出次数tyAuto = (((0:length(yAuto)-1)-delay)/scale)/sin . samplerate;茎(tx, x,“填充”, MarkerSize = 4);持有在;茎(tyAuto yAuto,“r”）;持有从;Xlim ([0.0 0.015]) ylim([-1.5 1.5]) legend(原始输入的，重新取样的）;
指定信号插值模型
在自动设计模式下，还可以通过指定底层的D/A信号插值模型DesignMethod财产。
集DesignMethod来“线性”将插值因子改为11。
(firrc) firrc发布。DesignMethod =“线性”;firrc。InterpolationFactor = 11;
使用线性插值模型重新采样信号。
yLinear = firrc(x);
绘制原始和重新采样的信号。输出样本位于分段线性曲线上。注意，输入和输出每3个输入样本和每11个输出样本都符合比值11/3。
scale = firrc.InterpolationFactor/firrc.DecimationFactor;delay = (length(firrc.Numerator)-1)/(2*firrc.DecimationFactor);计算输入单位中向量yLinear的输出次数tyLinear = (((0:length(yLinear)-1)-delay)/scale)/sin . samplerate;茎(tx, x,“填充”, MarkerSize = 4);持有在;茎(tyLinear yLinear);plot(tyLinear, yLinear,Color=[1 0 0 0.3]);持有从;Xlim ([0.0 0.009]) ylim([-1.5 1.5]) legend(原始输入的，重新取样的）;
重新采样和播放音频信号
重新采样的音频信号从48千赫到44千赫和播放重新采样的信号使用audioDeviceWriter对象。
请注意:如果您使用的是R2016a或更早的版本，请将对该对象的每个调用替换为等效的调用一步语法。例如,obj (x)就变成了步骤(obj, x)．
注意:的audioDeviceWriter中不支持系统对象™金宝appMATLAB在线．
创建一个dsp。一个udioFileReader对象。该对象读取采样率为48 kHz的音频文件。
L = 11;M = 12;Afr = dsp。一个udioFileReader(“audio48kHz.wav”，…“OutputDataType”，“单一”，…“SamplesPerFrame”4 *米);
创建一个dsp。FIRRateConverter插值因子为的对象l= 11，抽取因子为米= 12(比例的协素数表示
)，是标准44.1 kHz速率的合理近似值。对象使用来设计过滤器designMultirateFIR(11、12)把系数存储在分子属性。
firrc = dsp.FIRRateConverter(L,M)
Firrc = dsp。FIRRateConverter with properties: InterpolationFactor: 11 DecimationFactor: 12 NumeratorSource: 'Property' Numerator: [0 2.3076e-05 5.4790e-05 9.3620e-05 1.3665e-04…]显示所有属性
创建一个audioDeviceWriter对象。设置采样率为44100hz。
adw = audioDeviceWriter(44100);
读取音频文件，转换音频信号的采样率，并播放重新采样的音频。
而~isDone(afr) audio1 = afr();Audio2 = firrc(audio1);adw (audio2);结束释放(误判率);释放(adw);
算法
采用多相结构有效地实现了FIR速率变换器。
为了推导多相结构，从FIR滤波器的传递函数开始:该FIR滤波器是一个组合的抗成像和抗混叠滤波器。
N+1是FIR滤波器的长度。
你可以将这个等式重新排列如下:
l是多相分量的个数，它的值等于您指定的插值因子。
你可以把这个方程写成:
E0(zl），E1(zl）、……El - 1(zl）FIR滤波器是多相元件吗H(z)。
从概念上讲，FIR速率转换器包含一个上采样器，然后是一个组合的抗成像、抗混叠FIR滤波器H(z)，之后是下采样器。
取代H(z)及其多相表示。
这是插值的多速率高贵恒等式。
对插值应用高贵恒等式将上采样操作移到滤波操作之后。这一举动使您能够以较低的速率过滤信号。
你可以用换向开关代替上采样运算符、延迟块和加法器。为了考虑随后的下采样器，开关按大小的步骤移动米．开关从支路0接收第一个采样，顺时针方向移动，每次跳变米−1分支。
作为一个例子，考虑一个带有l设置为5和米设置为3。多相分量为E0(z)，E1(z)，E2(z)，E3.(z),E4(z)．开关从第一个支路0开始，跳过支路1和2，从支路3接收下一个样本，然后跳过支路4和0，从支路2接收下一个样本，以此类推。交换机接收数据样本的支路顺序为[0,3,1,4,2,0,3,1，....]。
速率转换器实现l/米首先应用插值因子进行转换l对输入的数据，使用换向器开关端只接收1进米采样，有效地考虑了降采样因子米．因此，FIR速率转换器输出端的采样率为Lfs / M．
