FIR Rate Conversion
基于FIR滤波器的多相采样频率转换器。
模块类型: SubSystem
|
库中的路径: |
资料描述
座 *FIR Rate Conversion*使用有理系数对采样频率进行高效多相转换 沿着第一维度。 块将输入信号的每一列视为单独的通道，并且彼此独立地重新采样其中的数据。
从概念上讲，频率转换器结合了FIR内插器和FIR抽取器。 下面给出的方案包含一个结合了重建和平滑滤波器的频率提升元件，以及一个频率降低元件。
变频器执行以下操作:
*通过添加将输入数据的采样率增加到更高的采样率 输入样本之间的零。
*将采样数据通过FIR滤波器。
*通过丢弃将过滤数据的采样率降低到较低的采样率 块存储的每个样本之后的连续样本。
注意，实际的块算法使用多相分解来执行，这比上面呈现的概念更有效。 有关详细信息，请参阅算法。
港口
输出
#
OUT_1
—
转换后的信号
标量,标量 | 向量资料 | 矩阵
Details
变频后的输出数据可以表示为标量、矢量或矩阵。
块的行为取决于参数的值 Rate options:
-
Enforce single-rate processing-该块保留输入信号的采样频率，但转换尺寸的方式使输出信号中的通道大小不同。 相对于入口的时间。 输出在大小上有一个上限 上 要输入大小 上 . -
Allow multirate processing-单元抽取信号，使输出信号的采样频率在 倍输入的采样率。 输出帧的大小与输入帧的大小相同，但采样率相同。 .
连接到输出的所有单元都以采样频率工作。 ，并且连接到输入的所有单元都以采样频率工作 .
有关详细信息，请参阅[基于帧的处理]。
| 数据类型 |
|
| 复数支持 |
是的 |
参数
参数
#
Coefficient source —
滤波器系数的设定方法
Dialog parameters
Details
如果参数设置为 Dialog parameters，然后在参数设置窗口中设置滤波器系数。
| 值 |
|
| 默认值 |
|
| 程序使用名称 |
|
| 可调谐 |
无 |
| 可计算 |
是 |
# Interpolation factor — 的插值系数
Details
指定整数系数 . 块在滤波之前根据该系数增加输入序列的采样率。
依赖关系
若要使用此参数，请为参数设置 *Coefficient source*价值 Dialog parameters.
| 默认值 |
|
| 程序使用名称 |
|
| 可调谐 |
无 |
| 可计算 |
是 |
# FIR filter coefficients — 低通FIR滤波器的系数
Details
从降序指定FIR滤波器系数 .
依赖关系
若要使用此参数，请为参数设置 *Coefficient source*价值 Dialog parameters.
| 默认值 |
|
| 程序使用名称 |
|
| 可调谐 |
无 |
| 可计算 |
是 |
# Decimation factor — 抽取系数
Details
指定整数系数 . 块在滤波后根据该系数降低输入序列的采样率。
依赖关系
若要使用此参数，请为参数设置 *Coefficient source*价值 Dialog parameters.
| 默认值 |
|
| 程序使用名称 |
|
| 可调谐 |
无 |
| 可计算 |
是 |
#
Rate options —
提供单速或允许多速处理
Enforce single-rate processing | Allow multirate processing
Details
指定要使用的处理。 可供选择的选项:
-
Enforce single-rate processing-输出帧的大小 等于输入帧的大小 乘以 ，在哪里 -插值系数，以及 -抽取系数:输出信号的采样率等于输入信号的采样率:
-
Allow multirate processing-输出帧的大小等于输入帧的大小:输出信号的采样率等于输入信号的采样率乘以 :
连接到输出的所有单元都以采样频率工作。 ，并且连接到输入的所有单元都以采样频率工作 .
| 值 |
|
| 默认值 |
|
| 程序使用名称 |
|
| 可调谐 |
无 |
| 可计算 |
是 |
# Allow arbitrary frame length for fixed-size input signals — 允许固定大小输入信号的任意帧长度
Details
指定是否可以将固定大小的输入信号（其大小在仿真期间不改变）转换为具有任意帧长度的输入信号。 在这种情况下，输入帧长度不必是抽取因子的倍数。
对于固定大小的输入信号:
勾选方格 *Allow arbitrary frame length for fixed-size input signals*如果输入信号帧的长度不必是抽取因子的倍数。 如果输入信号的第一个维度不是抽取系数的倍数，那么输出通常是可变大小的信号。 因此，要支持任意大小的输入信号，块还必须支持具有可变大小信号的操作，这是通过勾选框来实现的 *Allow arbitrary frame length for fixed-size input signals. *取消选中该框 *Allow arbitrary frame length for fixed-size input signals*如果输入帧的长度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 *Rate options*价值 Enforce single-rate processing.
| 默认值 |
|
| 程序使用名称 |
|
| 可调谐 |
无 |
| 可计算 |
是 |
此外
设置FIR滤波器系数
Details
在参数中 *FIR filter coefficients*有必要以矢量的形式设置FIR滤波器分子的系数。
传递函数 FIR滤波器设置如下:
系数向量必须具有超过插值系数的长度（ ). FIR滤波器应该是一个低通滤波器，其归一化截止频率不超过 . 块在内部以零初始化所有滤波器状态。
设置采样频率
Details
本节仅适用于单速处理模式，当为参数 *Rate options*值已设置 Enforce single-rate processing.
块采样率 FIR Rate Conversion*它是使用参数设置的 *Decimation factor*及 *Interpolation factor. 对于输入矩阵 上 参数 Decimation factor 和 Interpolation factor 必须符合以下要求:
-
和 它们必须是互质数。 即关系 它不能减少到较小的整数的比率。
-
，在哪里 和 -分别在输入和输出的整个帧大小。 您可以通过设置满足第二个要求 Decimation factor 等于输入端的帧大小 . 在这种情况下，输出帧大小为 将等于 Interpolation factor .
通过以这种方式改变帧大小，块能够保持帧周期恒定（ )并实现采样周期的期望变换使得
哪里 -输出端的采样周期。
下面的图片显示了该块是如何 *FIR Rate Conversion*按尺寸转换输入信号 4 上 1 有一个样本期 3/4 维的输出信号中 3 上 1 有一个样本期 1. 帧周期 它保持不变。 此示例的参数值:
-
*Interpolation factor*重要
3; -
*Decimation factor*重要
4; -
*Rate options*重要
Enforce single-rate processing.
基于帧的处理
Details
座 *FIR Rate Conversion*按时间重新采样输入信号的每一列。 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。 为了在保持输入采样率的同时对输出进行重新采样，该块变换每个输入列中的数据，以便输出帧长度在大小上具有上界 ，在哪里 -参数中指定的插值系数 *Interpolation factor, -输入帧的长度，以及 -参数中指定的抽取系数 Decimation factor.
+ 在此模式下，如果在输入端接收到固定大小的信号（仿真过程中帧长度不会改变）并且选中复选框 Allow arbitrary frame length for fixed-size input signals，那么输入帧的长度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 如果不设置，输入帧长度必须是抽取因子的倍数。
*如果为参数 *Rate options*值已设置 Allow multirate processing，则输入输出数据大小相同，但输出信号的采样率在 倍于输入。 在这种模式下，块处理输入矩阵。 上 如何 独立的频道。 该块在时间上抽取输入信号的每一列，保持帧大小不变并使输出帧的周期 在 比输入帧的周期长倍: .
算法
可以基于多相表示高效地执行具有FIR滤波器的频率转换。
要转到多相表示，让我们从定义FIR滤波器的传递函数开始，FIR滤波器是重建和平滑滤波器的组合。:
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，该值等于插值系数，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，带有FIR滤波器的频率转换器包含一个采样率升压元件，然后是一个组合的FIR滤波器 ，随后是采样速率降低元件。
更换/更换 其多相表示。
这里是多维插值的标识。
应用用于插值的标识移动在滤波操作之后添加零样本的操作（增加频率的操作）。 此举允许您以较低的速率过滤信号。
可以用切换开关代替采样率升压元件、延迟单元和加法器。 为了考虑降低采样率的后续因素，开关以增量移动 . 开关从分支0中获取第一个选择并逆时针移动，每次跳过 的分支。
作为一个例子，考虑一个速度转换器与 ，安装于 5，而 ，安装于 3. 多相组件: , , , 和 . 交换机从第一个分支0开始，跳过分支1和2，从分支3获取下一个样本，然后跳过分支4和0，从分支2获取下一个样本，依此类推。 交换机接收数据样本的分支序列为[0, 3, 1, 4, 2, 0, 3, 1, …].
因此，在过程中 频率转换首先，对输入数据应用插值系数 ，然后用一个开关仅隔离M个数据样本中的1个，这有效地考虑了抽取系数。 . 转换器输出端的总采样率为 .
