dsp。C我C我nterpolator

用级联积分器梳状滤波器插值信号

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描述

的dsp。C我C我nterpolator系统对象™使用级联积分器梳(CIC)插值滤波器来插值输入信号。CIC插补滤波器结构包括N段级联梳状滤波器，随后速率变化为R,紧随其后的是N级联积分器的部分。有关详细信息,请参见算法．的NumSections属性指定N， CIC过滤器中的节数。的InterpolationFactor属性指定R，即插值因子。的getFixedPointInfo函数返回定点段的单词长度和分数长度，以及dsp。C我C我nterpolator系统对象。属性也可以为这个System对象生成HDL代码generatehdl函数。

请注意

此对象需要定点设计器™许可证。

使用CIC滤波器插入信号:

创建dsp。C我C我nterpolator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?

创建

语法

cicInterp = dsp。CICInterpolator

cicInterp = dsp.CICInterpolator (R, M, N)

cicInterp = dsp.CICInterpolator(名称、值)

描述

例子

cicInterp= dsp。C我C我nterpolator创建CIC插值System对象，该对象对输入信号应用CIC插值滤波器。

例子

cicInterp= dsp。C我C我nterpolator(R，米，N）属性创建CIC插值对象InterpolationFactor属性设置为R,DifferentialDelay属性设置为米,NumSections属性设置为N．

cicInterp= dsp。C我C我nterpolator(名称,值）创建CIC插值对象，将每个指定的属性设置为指定的值。将每个属性名用单引号括起来。您可以将此语法与之前的任何输入参数组合一起使用。

属性

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除非另有说明，属性是nontunable，这意味着您不能在调用对象之后更改它们的值。对象在调用时锁定，而释放函数打开它们。

如果一个属性是可调，您可以随时更改它的值。

有关更改属性值的更多信息，请参见在MATLAB中使用系统对象进行系统设计．

`InterpolationFactor`- - - - - -插值因子
`2`(默认)|正整数

输入信号被插值的因子，指定为一个正整数。

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

`DifferentialDelay`- - - - - -滤波器梳状段的差分延迟
`1`(默认)|正整数

在滤波器的每个梳状段中使用的微分延迟值，指定为正整数。有关详细信息,请参见算法．如果微分延迟是内置整数类数据类型，则插值因子必须是相同的整数数据类型或双．例如，如果微分延迟是int8，则插值因子必须为int8或双．

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

`NumSections`- - - - - -积分器和梳节的数目
`2`(默认)|正整数

CIC滤波器的积分器和梳状段的数目，指定为正整数。这个数字表示滤波器的梳状部分或积分器部分的节数。CIC过滤器中的总节数是此属性给出的节数的两倍。

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

`FixedPointDataType`- - - - - -定点属性名称
`完整的精度`(默认)|`最小节字长`|`指定字的长度`|`指定单词和分数长度`

定点物业名称，指定为下列之一:

完整的精度—CIC过滤器部分和对象输出的单词长度和分数长度操作完全精确。
最小节字长—通过OutputWordLength财产。该对象确定筛选器部分数据类型和输出分数长度，以提供可能的最佳精度。有关详细信息,请参见getFixedPointInfo和cicInterpOut论点。
指定字的长度—指定CIC过滤段的字长和通过SectionWordLengths和OutputWordLength属性。对象确定相应的分数长度，以给出可能的最佳精度。有关详细信息,请参见getFixedPointInfo和cicInterpOut论点。
指定单词和分数长度—指定CIC过滤片段的单词长度和分数长度，以及通过SectionWordLengths，SectionFractionLengths，OutputWordLength,OutputFractionLength属性。

`SectionWordLengths`- - - - - -每个过滤器部分的定点字长度
`[16 16 16 16]`(默认)|标量|向量

用于每个筛选器部分的定点字长，指定为整数的标量或行向量。字长必须大于等于2。如果指定标量，则该值应用于过滤器的所有部分。如果指定一个向量，则该向量的长度必须为2 ×NumSections．

例子:32

例子:[32 32 32 32 32]

依赖关系

属性设置时将应用此属性FixedPointDataType财产“指定单词长度”或指定单词和分数长度．

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

`SectionFractionLengths`- - - - - -每个过滤器部分的定点分数长度
`0`(默认)|标量|向量

用于每个筛选器部分的定点分数长度，指定为整数的标量或行向量。分数长度可以是负数、0或正数。如果指定标量，则该值应用于过滤器的所有部分。如果指定一个向量，则该向量的长度必须为2 ×NumSections．

例子:－2

例子:[-2 0 5 8]

依赖关系

属性设置时将应用此属性FixedPointDataType财产指定单词和分数长度．

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

`OutputWordLength`- - - - - -过滤器输出的定点字长
`32`(默认)|标量整数

用于筛选器输出的定点字长，指定为大于或等于2的标量整数。

依赖关系

属性设置时将应用此属性FixedPointDataType财产属于“最小节字长”，“指定单词长度”,或指定单词和分数长度．

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

`OutputFractionLength`- - - - - -滤波器输出的定点分数长度
`0`(默认)|标量整数

用于过滤器输出的定点分数长度，指定为标量整数。

依赖关系

属性设置时将应用此属性FixedPointDataType财产指定单词和分数长度．

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

使用

语法

cicInterpOut = cicInterp(输入)

描述

例子

cicInterpOut= cicInterp(输入)使用CIC插入器插入输入。

输入参数

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`输入`- - - - - -数据输入
向量|矩阵

数据输入，指定为向量或矩阵。如果输入是单数据类型或双数据类型，则忽略与定点数据类型相关的属性设置。

数据类型:单|双|int8|int16|int32|int64|uint8|uint16|uint32|uint64|fi
复数的支持:金宝app是的

输出参数

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`cicInterpOut`- CIC插补器输出
向量|矩阵

插值输出，作为向量或矩阵返回。输出帧大小等于(InterpolationFactor) ×输入帧大小。输出数据的复杂性与输入数据的复杂性相匹配。如果输入是单或双，则输出数据类型与输入数据类型匹配。

如果输入是内置整数数据类型或定点数据类型，则输出字长和分数长度取决于通过FixedPointDataType财产。

完整的精度

当FixedPointDataType属性设置为“充分精确”，以下关系适用:

$\begin{array}{l} W l_{输出} ＝ W l_{输入} + N u 米年代 e c t \\ F l_{输出} ＝ F l_{输入} \end{array}$

在那里,

王_输出——输出数据的字长。
FL_输出——输出数据的分数长度。
王_输入——输入数据的字长。
FL_输入——输入数据的分数长度。
NumSect中指定的CIC过滤器中的节数NumSections财产。

王_输入和FL_输入从传递给对象算法的数据输入继承。对于内置整数输入，分数长度为0。

最小节字长

当FixedPointDataType属性设置为“最小节字长”中指定的输出字长OutputWordLength财产。输出分数长度，FL_输出为下式:

$F l_{输出} ＝ W l_{输出} - （ W l_{输入} - F l_{输入} + N u 米年代 e c t ）$

指定单词和分数长度

当FixedPointDataType被设置为指定单词和分数长度，输出的字长和分数长度是您在OutputWordLength和OutputFractionLength属性。

指定字的长度

当FixedPointDataType被设置为“指定单词长度”，则输出字长为您在OutputWordLength财产。输出分数长度，FL_输出为下式:

$F l_{输出} ＝ W l_{输出} - （ W l_{输入} - F l_{输入} + N u 米年代 e c t ）$

数据类型:单|双|int8|int16|int32|int64|uint8|uint16|uint32|uint64|fi
复数的支持:金宝app是的

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)

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针对dsp。CICInterpolator

`generatehdl`	生成量化DSP滤波器的HDL代码(需要)滤波器设计HDL编码器）
`impz`	离散时间滤波器的脉冲响应系统对象
`freqz`	离散时间滤波器的频率响应系统对象
`phasez`	离散时间滤波器的相位响应系统对象(打开)
`fvtool`	显示DSP滤波器的频率响应
`获得`	CIC滤波器增益系统对象
`getFixedPointInfo`	获得定点字和分数长度
`信息`	信息过滤系统对象

所有系统对象都是通用的

`一步`	运行系统对象算法
`释放`	释放资源并允许更改系统对象属性值和输入特征
`重置`	使内部状态复位系统对象

要查看此对象支持的筛选器分析方法列表，请键入金宝appdsp.CICInterpolator.helpFilterAnalysis在MATLAB^®命令提示符。相应的函数参考页面请参见过滤系统对象的分析方法．

例子

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使用CICInterpolator系统对象来插值信号

打开生活的脚本

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一步语法。例如,obj (x)就变成了步骤(obj, x)．

创建一个dsp。C我C我nterpolator系统对象™InterpolationFactor设置为2。插入一个定点信号的2倍从22.05 kHz到44.1 kHz。

cicint = dsp.CICInterpolator (2)

cicint = dsp。C我C我nterpolator with properties: InterpolationFactor: 2 DifferentialDelay: 1 NumSections: 2 FixedPointDataType: 'Full precision'

创建一个dsp。年代我neWave对象与SampleRate设置为22.05 kHz，SamplesPerFrame设置为32，然后OutputDataType设置为“自定义”．要产生定点信号，请设置CustomOutputDataType属性到一个numerictype对象。对于本例，将值设置为numerictype ([], 16)．分数长度是根据生成的正弦信号的值来计算的，以给出可能的最佳精度。

要产生定点信号，请设置方法财产的dsp。年代我neWave对象“查表”．这种产生正弦信号的方法要求输出中每个正弦信号的周期都能被采样周期均匀整除。也就是说, $1 / f_{我} T_{年代} ＝ k_{我}$ 每个通道必须是一个整数值我= 1, 2，…N。的价值 $T_{年代}$ = $1 / F_{年代}$ ,变量 $f_{我}$ 是正弦信号的频率，和 $F_{年代}$ 为信号的采样率。换句话说，就是比率 $F_{年代} / f_{我}$ 必须是整数。有关详细信息，请参见算法上节dsp。年代我neWave对象页面。

在这个例子中, $F_{年代}$ 设置为22050 Hz， $f_{我}$ 设置为1050hz。

Fs = 22.05 e3;正弦= dsp。SineWave (“频率”, 1050,．..“SampleRate”Fs,．..“SamplesPerFrame”32岁的．..“方法”，“查表”，．..“OutputDataType”，“自定义”）

正弦= dsp。SineWavewith properties: Amplitude: 1 Frequency: 1050 PhaseOffset: 0 ComplexOutput: false Method: 'Table lookup' TableOptimization: 'Speed' SampleRate: 22050 SamplesPerFrame: 32 OutputDataType: 'Custom' Show all properties

在迭代的每个循环中，流在以22.05 kHz采样的定点正弦信号帧中。对流信号进行因子2的插值。插值输出每帧有64个样本。

为I = 1:16 x = sin ();y = cicint (x);结束

CIC插补滤波器的输出被特定增益值放大。属性可以确定该值获得函数。这个增益等于 $2 N^{th}$ 级CIC插值滤波器等 ${（我 \times D ）}^{N} / 我$ ,在那里 $我$ 为内插因子， $D$ 是差分延迟，和 $N$ 是CIC插补器的节数。

gainCIC =获得(cicint)

gainCIC = 2

为了调整放大的输出并使其与原始信号的振幅匹配，将CIC插值信号与计算的增益值分割。

比较原始信号和插值信号的最后一帧。绘图时，考虑2个样本的输出延迟。

n =(0:63)”;茎(n一句子)/ Fs,双(x一句子)“r”，“填充”)举行在；我= cicint.InterpolationFactor;茎(n (1:61) / (Fs *我),．..双(y(4:结束))/ gainCIC,“b”)包含(的时间(秒)) ylabel (信号幅度的)传说(原始信号的，．..“插值信号”，．..“位置”，“北”)举行从；

图中包含一个轴对象。axis对象包含2个类型为stem的对象。这些对象代表原始信号，插值信号。

使用信息功能“长”格式，获取定点过滤器部分的单词长度和分数长度以及过滤器输出。

信息(cicint“长”）

ans = '离散冷杉多重速率的过滤器(真实 ) ----------------------------------------- 滤波器结构:级联Integrator-Comb插入器插值系数:2微分延迟:1的部分:2稳定:是的线性相位:是的(1型)实施成本数量的乘数:0条数量:4的状态数:4乘每输入样本:0加每输入样本:6固定点信息节字长度:17 17 17 17节分数长度:14 14 14 14输出字长度:17输出分数长度:14 '

确定节和输出字长度以及分数长度

打开生活的脚本

使用getFixedPointInfo函数，可以确定定点段的单词长度和分数长度以及dsp。C我CDec我米ator和dsp。C我C我nterpolator系统对象。过滤器部分和输出的数据类型取决于FixedPointDataType属性过滤系统对象™。

完整的精度

创建一个dsp。C我CDec我米ator对象。的默认值NumSections房地产是2。这个值表明有两个积分器和梳状节。返回的WLs和FLs载体getFixedPointInfo函数各包含5个元素。前两个元素表示两个积分器部分。第三和第四元素代表两个梳节。最后一个元素表示过滤器输出。

蔡先生= dsp。C我CDec我米ator

蔡先生= dsp。C我CDec我米ator with properties: DecimationFactor: 2 DifferentialDelay: 1 NumSections: 2 FixedPointDataType: 'Full precision'

默认情况下,FixedPointDataType属性设置为“充分精确”．调用getFixedPointInfo函数在此输入数值类型的对象上执行，nt，生成以下单词长度和分数长度向量。

元= numerictype(15) 1日16日

nt = DataTypeMode:定点:二进制点缩放Signedness: Signed WordLength: 16 FractionLength: 15

(WLs FLs的]= getFixedPointInfo(蔡先生,nt)% #好吧

WLs =1×518 18 18 18

FLs的=1×515 15 15 15 15

有关如何计算单词长度和分数长度的详细信息，请参阅输出参数。

如果你锁定蔡先生对象通过向其算法传递输入，则不需要传递nt参数getFixedPointInfo函数。

1)输入= int64 (randn(8日)

输入=8x1 int64列向量1 2 -2 1 0 -1 0 0

=蔡先生输出(输入)

输出= 0 1 3 0 DataTypeMode:定点:二进制点缩放Signedness: Signed WordLength: 66 FractionLength: 0

(WLs FLs的]= getFixedPointInfo蔡先生)% #好吧

WLs =1×566 66 66 66 66

FLs的=1×50 0 0 0

输出字长和节字长是输入字长(本例中为64)和节数(2)的总和。由于输入是内置整数，所以输出和分段分数长度为0。

最小节字长

释放对象并更改FixedPointDataType财产“最小节字长”．当输入是定点数据时，确定分段和输出定点信息，fi (randn(2), 1, 24日15)．

释放(蔡先生);蔡先生。F我xedPointDataType =“最小节字长”

蔡先生= dsp。C我CDec我米ator with properties: DecimationFactor: 2 DifferentialDelay: 1 NumSections: 2 FixedPointDataType: 'Minimum section word lengths' OutputWordLength: 32

inputF = fi (randn(8, 2), 1, 24日15)

inputF = 3.5784 -0.1241 2.7694 1.4897 -1.3499 1.4090 3.0349 1.4172 0.7254 0.6715 -0.0630 -1.2075 0.7148 0.7172 -0.2050 1.6302 DataTypeMode:固定点:二进制点缩放符号:Signed WordLength: 24 FractionLength: 15

[WLs, FLs] = getFixedPointInfo(cicD,numerictype(inputF)); / /输入% #好吧

WLs =1×526 26 26 26 32

FLs的=1×515 15 15 21

指定单词和分数长度

改变FixedPointDataType财产指定单词和分数长度．确定定点信息使用getFixedPointInfo函数。

蔡先生。F我xedPointDataType =指定单词和分数长度

蔡先生= dsp。C我CDec我米ator with properties: DecimationFactor: 2 DifferentialDelay: 1 NumSections: 2 FixedPointDataType: 'Specify word and fraction lengths' SectionWordLengths: [16 16 16 16] SectionFractionLengths: 0 OutputWordLength: 32 OutputFractionLength: 0

[WLs, FLs] = getFixedPointInfo(cicD,numerictype(inputF)); / /输入% #好吧

WLs =1×516 16 16 16 32

FLs的=1×50 0 0 0

的节和输出字长度和分数长度是根据各自的定点属性分配的蔡先生对象。这些值不是由输入的数字类型决定的。要确认，请打电话给getFixedPointInfo函数，而不传递numerictype输入参数。

[WLs, FLs] = getFixedPointInfo(ccid)% #好吧

WLs =1×516 16 16 16 32

FLs的=1×50 0 0 0

指定字的长度

要指定筛选器部分和输出的字长，请设置FixedPointDataType财产“指定单词长度”．

蔡先生。F我xedPointDataType =“指定单词长度”

蔡先生= dsp。C我CDec我米ator with properties: DecimationFactor: 2 DifferentialDelay: 1 NumSections: 2 FixedPointDataType: 'Specify word lengths' SectionWordLengths: [16 16 16 16] OutputWordLength: 32

的getFixedPointInfo函数需要输入数字类型，因为该信息用于计算节和字分式长度。

[WLs, FLs] = getFixedPointInfo(cicD,numerictype(inputF)); / /输入

WLs =1×516 16 16 16 32

FLs的=1×55 5 5 21

有关该函数如何计算单词和分数长度的更多细节，请参阅有关的说明输出参数．

算法

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中投插值滤波器

CIC插补滤波器更多关于是由一连串的N梳状滤波器的部分跟随一个因子的速率变化R,紧随其后的是N级联积分器的部分。

这个图显示了两段级联梳状滤波器和两段级联积分器。CIC滤波器积分器部分的单位延迟可以位于前馈或反馈路径中。这两种配置产生相同的滤波器频率响应。然而，由于延迟的原因，这两种配置的数值输出是不同的。该算法将单位延迟置于积分器的前馈路径中，因为它是HDL实现的首选配置。

参考文献

[1] Hogenauer, E.B.用于抽取和插值的经济型数字滤波器。IEEE声学、语音和信号处理汇刊．第29卷，第2期，1981年，155-162。

[2] Meyer-Baese U。现场可编程门阵列的数字信号处理．纽约:施普林格，2001。

哈里斯，弗雷德里克J。通信系统的多速率信号处理．印第安纳波利斯:Prentice Hall PTR, 2004。

扩展功能

C / c++代码生成
使用MATLAB®Coder™生成C和c++代码。

使用注意事项及限制:

看到系统对象在MATLAB代码生成(MATLAB编码器)．

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。

定点信号图显示的数据类型dsp。C我C我nterpolator对象用于定点信号。

在那里,

secNT = numerictype (1 secWL secFL)
outNT = numertictype (1 outWL outFL)
secWL节字长度是通过SectionWordLengths财产。
secFL通过的分段长度是多少SectionFractionLengths财产。
outWL属性指定的输出字长度是否为OutputWordLength财产。
outFL输出分数长度是通过OutputFractionLength财产。

的价值NumSections在这个图中是2。

另请参阅

介绍了R2012a

DSP系统工具箱文档

金宝app

仿真软件MAT金宝appLAB,その他の製品をお試しください

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dsp。C我C我nterpolator

描述

创建

语法

描述

属性

InterpolationFactor- - - - - -插值因子2(默认)|正整数

DifferentialDelay- - - - - -滤波器梳状段的差分延迟1(默认)|正整数

NumSections- - - - - -积分器和梳节的数目2(默认)|正整数

FixedPointDataType- - - - - -定点属性名称完整的精度(默认)|最小节字长|指定字的长度|指定单词和分数长度

SectionWordLengths- - - - - -每个过滤器部分的定点字长度[16 16 16 16](默认)|标量|向量

依赖关系

SectionFractionLengths- - - - - -每个过滤器部分的定点分数长度0(默认)|标量|向量

依赖关系

OutputWordLength- - - - - -过滤器输出的定点字长32(默认)|标量整数

依赖关系

OutputFractionLength- - - - - -滤波器输出的定点分数长度0(默认)|标量整数

依赖关系

使用

语法

描述

输入参数

输入- - - - - -数据输入向量|矩阵

输出参数

cicInterpOut- CIC插补器输出向量|矩阵

对象的功能

针对dsp。CICInterpolator

所有系统对象都是通用的

例子

使用CICInterpolator系统对象来插值信号

确定节和输出字长度以及分数长度

更多关于

CIC滤波器

算法

中投插值滤波器

参考文献

扩展功能

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。

定点转换使用fixed-point Designer™设计和模拟定点系统。

另请参阅

功能

对象

块

主题

DSP系统工具箱文档

金宝app

仿真软件MAT金宝appLAB,その他の製品をお試しください

`InterpolationFactor`- - - - - -插值因子
`2`(默认)|正整数

`DifferentialDelay`- - - - - -滤波器梳状段的差分延迟
`1`(默认)|正整数

`NumSections`- - - - - -积分器和梳节的数目
`2`(默认)|正整数

`FixedPointDataType`- - - - - -定点属性名称
`完整的精度`(默认)|`最小节字长`|`指定字的长度`|`指定单词和分数长度`

`SectionWordLengths`- - - - - -每个过滤器部分的定点字长度
`[16 16 16 16]`(默认)|标量|向量

`SectionFractionLengths`- - - - - -每个过滤器部分的定点分数长度
`0`(默认)|标量|向量

`OutputWordLength`- - - - - -过滤器输出的定点字长
`32`(默认)|标量整数

`OutputFractionLength`- - - - - -滤波器输出的定点分数长度
`0`(默认)|标量整数

`输入`- - - - - -数据输入
向量|矩阵

`cicInterpOut`- CIC插补器输出
向量|矩阵

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。

定点转换
使用fixed-point Designer™设计和模拟定点系统。