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Dialog FIR Decimation

用FIR滤波器进行多相减薄。 FIR滤波器系数设置在输入字段中。

模块类型: SubSystem

库中的路径:

/Signal Operations/Filters/MultirateFilters/Dialog FIR Decimation

资料描述

座 *Dialog FIR Decimation*使用整数采样率降低因子执行高效多相抽取 据所述第一测量。

从概念上讲,FIR抽取器(如图所示)由平滑FIR滤波器组成,随后采样频率降低。

FIR滤波器使用直接形式FIR滤波器对输入信号的每个通道中的数据进行滤波。 随后的采样率的降低减少了滤波数据的每个通道的样本,取每 -倒计时和丢弃 后面的计数,在哪里 -这是抽取系数的值,该值在参数中设置 Decimation factor. 所得到的离散时间信号具有减小的采样频率 次相比原来的一个。

fir decimation 1 cn

FIR滤波器系数设置在输入字段中。

注意,实际的块算法实现了直接形式FIR滤波器的多相结构,其是图中所示的组合系统的有效等价物。 有关详细信息,请参阅算法

港口

输入

# IN_1 — 输入数据
标量,标量 | 向量资料 | 矩阵

Details

块的输入数据,指定为标量、矢量或矩阵。

数据类型

漂浮物16, 漂浮物32, 漂浮64, Int8, Int16, Int32, Int64, UInt8, UInt16, UInt32, UInt64

复数支持

是的

输出

# OUT_1 — 减薄后输出数据
标量,标量 | 向量资料 | 矩阵

Details

抽取后的输出数据,作为标量、向量或矩阵返回。

块的行为取决于参数的值 Rate options:

  • Enforce single-rate processing —当选择此值时,单位保存输入采样率和抽取信号,减少输出帧的大小在 有一次。

  • Allow multirate processing —当选择此值时,单位衰减信号的方式,输出采样频率在 小于输入采样率的倍。 输出帧的大小与输入帧的大小相同。

数据类型

漂浮物16, 漂浮物32, 漂浮64, Int8, Int16, Int32, Int64, UInt8, UInt16, UInt32, UInt64

复数支持

是的

参数

主要的

# FIR filter coefficients — 低通FIR滤波器的系数

Details

降序指定FIR滤波器传递函数的分子的系数。

传递函数 FIR滤波器定义如下:

为了作为有效的平滑滤波器工作,系数通常对应于归一化截止频率不超过的低通滤波器 ,在哪里 -抽取系数。

块将所有滤波器状态初始化为零。

默认值

EngeeDSP.Functions.designMultirateFIR(1,2)

程序使用名称

COEFF

可调谐

可计算

# Decimation factor — 抽取系数

Details

指定整数系数 . 块通过该因子降低输入序列的采样率。

默认值

2

程序使用名称

DF

可调谐

可计算

# Filter structure — FIR滤波器结构
Direct form | Direct form transposed

Details

指定FIR滤波器的结构: Direct formDirect form transposed.

Direct form | Direct form transposed

默认值

Direct form

程序使用名称

FS

可调谐

可计算

# Input processing — 输入信号处理类型
Columns as channels (frame based) | Elements as channels (sample based)

Details

指定块是基于参考还是帧执行处理。 可供选择的选项:

  • Elements as channels (sample based) -输入信号的每个元素被视为独立的通道(基于样本的处理)。

  • Columns as channels (frame based) -输入信号的每一列被视为独立的信道(基于帧的处理)。

有关详细信息,请参阅 按帧和计数进行信号处理.

Columns as channels (frame based) | Elements as channels (sample based)

默认值

Columns as channels (frame based)

程序使用名称

IP

可调谐

可计算

# Rate options — 块抽取输入数据的方法
Enforce single-rate processing | Allow multirate processing

Details

指定块应该精简输入数据的方法。 可供选择的选项:

  • Enforce single-rate processing -当选择此方法时,单位保存输入信号的采样率和衰减信号,减少输出帧的大小在 有一次。 要选择此方法,参数 *Input processing*必须有一个值 Columns as channels (frame based).

    如果为参数 *Rate options*值已设置 Enforce single-rate processing,那么你可以使用块 *Dialog FIR Decimation*内部触发子系统。

  • Allow multirate processing -当选择此方法时,该单元衰减信号的方式,输出采样率在 比入口少一倍。

依赖关系

若要使用此参数,请为参数设置 *Input processing*价值 Columns as channels (frame based).

Enforce single-rate processing | Allow multirate processing

默认值

Enforce single-rate processing

程序使用名称

ROF

可调谐

可计算

# Rate options — 块抽取输入数据的方法
Allow multirate processing

Details

块使用该方法精简数据 Allow multirate processing -输出采样率在 比入口少一倍。

依赖关系

若要使用此参数,请为参数设置 *Input processing*价值 Elements as channels (sample based).

Allow multirate processing

默认值

Allow multirate processing

程序使用名称

ROS

可调谐

可计算

# Allow arbitrary frame length for fixed-size input signals — 对于固定大小的输入信号,允许任意帧大小

Details

指定固定大小的输入信号(其大小在仿真期间不改变)是否可以具有任意帧大小,即帧大小不必是抽取因子的倍数。 该模块仅对固定大小的输入信号使用此参数,如果输入信号具有可变大小,则将其忽略。

对于固定大小的输入信号:

如果选中该复选框 *Allow arbitrary frame length for fixed-size input signals,那么信号帧的大小不必是抽取因子的倍数。 如果输入信号不是抽取因子的倍数,那么输出通常是可变大小的信号。 因此,为了支持任意输入大小,块还必须支持可变大小操作,可以通过选中该框来启用。 Allow arbitrary frame length for fixed-size input signals.

*如果复选框 *Allow arbitrary frame length for fixed-size input signals*删除后,输入帧大小必须是抽取因子的倍数。

依赖关系

若要使用此参数,请为参数设置 *Input processing*价值 Columns as channels (frame based),而对于参数 *Rate options*价值 Enforce single-rate processing.

默认值

false (关掉)

程序使用名称

AllowArbitrary

可调谐

可计算

此外

多相子过滤器

Details

FIR抽取器的多相实现将低通FIR滤波器的脉冲响应拆分为 各种子滤波器,其中 -降低采样率或抽取的系数。 有关多相实现的详细信息,请参阅算法

表示FIR滤波器的脉冲响应。 ,而 -输入信号。 变薄 从滤波器中去除输出信号相当于一个下采样卷积:

多相滤波有效性的关键在于,在降采样卷积中,某些输入值仅乘以选定的脉冲响应值。 例如,如果 ,则输入值为 仅与滤波器系数相结合 ,且输入值为 -仅具有滤波器系数 . 通过将滤波器系数分成两个多相子滤波器,在卷积中不执行不必要的计算。 带多相子滤波器的卷积的输出进行交织求和,得到滤波器输出。

基于帧的处理

Details

如果为参数 *Input processing*值已设置 Columns as channels (frame based),然后该块在时间上重复输入信号的每一列。 在这种模式下,单元可以执行单速和多速处理两者。 您可以使用参数 *Rate options*指定块将如何重新计算输入数据:

如果为参数 *Rate options*值已设置 Enforce single-rate processing,则该块的输入和输出数据具有相同的采样率。 以在保持输入数据的采样率的同时精简输出数据,所述块重新计算每个输入数据列中的数据,使得输出数据帧的大小具有上界 ,在哪里 -输入数据帧的大小,以及 -参数中指定的抽取系数 *Decimation factor.

+ 在这种模式下,如果信号具有固定大小(帧大小在模拟过程中不会改变)并且选中了复选框 Allow arbitrary frame length for fixed-size input signals,那么输入帧的大小可以是任意的并且不必是抽取因子的倍数。 如果复选框为 *Allow arbitrary frame length for fixed-size input signals 如果未设置,则输入帧大小必须是抽取因子的倍数。

+

+ 如果为参数,此表支持任意输入帧大小 Input processing*值已设置 Columns as channels (frame based),而对于参数 *Rate options-价值 Enforce single-rate processing.

+

+

的输入信号 单位支持此信号 支持任意输入帧大小 输入尺寸 输出尺寸

固定大小的信号

是的

如果选中该复选框 Allow arbitrary frame length for fixed-size input signals

尺寸上限

*如果为参数 *Rate options*值已设置 Allow multirate processing,那么FIR抽取器块的输入和输出数据具有相同的大小。 然而,输出数据的采样率在 低于输入数据的采样率的倍。 在这种模式下,块检查输入矩阵 如何 独立的频道。 块在时间上减薄输入信号的每一列,保持帧大小恒定,同时保持输出帧的周期。 比输入帧的周期长倍: .

+ 在这种模式下,单元只接收固定大小的信号,并且这些信号可以具有任意的帧大小。

+ 如果为参数,此表支持任意输入帧大小 *Input processing*值已设置 Columns as channels (frame based),而对于参数 *Rate options*价值 Allow multirate processing.

+

的输入信号 单位支持此信号 支持任意输入帧大小 输入尺寸 输出尺寸

固定大小的信号

是的

永远如此

可变大小的信号

非也。

不适用

不适用

不适用

基于样本的处理

Details

如果为参数 *Input processing*值已设置 Elements as channels (sample based),则该块考虑输入矩阵 如何 独立的通道并在时间上精简每个通道。 出口处的倒计时期 比输入倒计时周期长倍: 与此同时,输入和输出数据的大小保持相同。

在这种模式下,单元只接收固定大小的信号,并且这些信号可以具有任意的帧大小。

对于参数,此表支持任意输入帧大小 *Input processing*值已设置 Elements as channels (sample based). 参数值 *Rate options*自动安装在 Allow multirate processing.

的输入信号 单位支持此信号 支持任意输入帧大小 输入尺寸 输出尺寸

固定大小的信号

是的

永远如此

可变大小的信号

非也。

不适用

不适用

不适用

延迟时间

Details

如果块以基于样本的处理模式操作,则它总是具有零延迟。 零延迟意味着块传输在给定时间接收的第一滤波输入样本。 ,作为第一输出基准。 第一个输出样本后跟滤波后的输入样本。 , 等。

算法

利用多相结构有效地实现用FIR滤波器的减薄。 有关多相结构的详细信息,请参阅多相子过滤器

为了推导出多相结构,我们首先定义FIR滤波器的传递函数。:

哪里 —这是FIR滤波器的长度。

您可以按如下方式重新排列此等式:

哪里 —这是多相分量的数量,其值等于抽取系数,该系数在参数设置窗口中设置。

你可以把这个方程写成:

哪里 -这些是FIR滤波器的多相组件 .

从概念上讲,FIR滤波器抽取由低通FIR滤波器和采样速率降低元件组成。

fir decimation 1 cn

更换/更换 其多相表示。

fir decimation 2

这里介绍了多维稀疏的身份。

fir decimation 3 cn

应用用于抽取的标识移动在滤波操作之前降低采样速率的操作。 此举允许您以较低的速率过滤信号。

fir decimation 4

您可以用开关代替输入端的延迟和抽取系数。

fir decimation 5 cn

当第一个输入样本到达时,开关将其馈送到分支0,抽取器计算第一个输出值。 当新的输入计数到达时,开关逆时针移动通过分支. , 到分支0,给每个分支一个计数。 当开关到达分支0时,抽取器输出下一组输出值。 只要数据继续到达,这个过程就会继续。 每次开关转到分支0时,抽取器输出 . 抽取器有效地为每个输出一个计数 他得到的计数。 因此,fir抽取器输出端的采样率为 .

文学作品

  1. Fliege,N.J. _Multirate数字信号处理:多速率系统,滤波器组,小波。_西萨塞克斯,英格兰:约翰*威利&儿子,1994.

  2. Orfanidis,Sophocles J._Introduction To Signal Processing。_上鞍河,NJ:普伦蒂斯-霍尔,1996.