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对话框 FIR 细分

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。

类型: SubSystem

图书馆中的路径:

/Signal Operations/Filters/MultirateFilters/Dialog FIR Decimation

资料描述

对话框 FIR 细分 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。 随后采样频率的降低减少了滤波数据的每个通道的样本,取每个 -倒计时和丢弃 随之而来的计数,在哪里 -这是抽取系数的值,该值在*Decimation factor*参数中设置。 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 | 向量 | 矩阵

Details

以标量、向量或矩阵形式指定的数据块的输入数据。

数据类型

Float16, Float32, Float64, Int8, Int16, Int32, Int64, UInt8, UInt16, UInt32, UInt64

复数支持

输出

# OUT_1 — 稀释后的输出数据
标量 | 向量 | 矩阵

Details

细化后的输出数据,以标量、向量或矩阵形式返回。

块行为取决于 Rate options 参数的值:

  • 强制单速率处理"--选中此值时,块会保持输入采样率并对信号进行稀疏处理,将输出帧大小减少 倍。

  • 允许多速率处理"--选择此值时,程序块会对信号进行稀释,使输出采样率比输入采样率小 倍。输出帧大小与输入帧大小相同。

数据类型

Float16、Float32、Float64、Int8、Int16、Int32、Int64、UInt8、UInt16、UInt32、UInt64。

复数支持

参数

主组

# FIR 滤波器系数 — 低通FIR滤波器的系数

Details

按降序指定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

# 细分因子 — 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

# 过滤器结构 — FIR滤波器结构
Direct form | Direct form transposed

Details

指定FIR滤波器的结构’直接形式’或’直接形式转置'。

Direct form | Direct form transposed

默认值

Direct form

程序使用名称

FS

可调谐

可计算

# 输入处理 — 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:

  • '元素作为通道(基于样本)`—输入信号的每个元素被视为独立的通道(基于样本的处理)。

  • '列作为通道(基于帧)`—输入信号的每列被视为独立的通道(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

# 速率选项 — 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:

  • '强制执行单速率处理`-当选择此方法时,该单元保存输入信号的采样率并抽取信号,减少输出帧的大小 有一次。 要选择此方法,*Input processing*参数必须具有值’Columns as channels(frame based)'。

如果*Rate options*参数设置为"强制执行单速率处理",则可以在触发器子系统内部使用*Dialog Fir Decimation*块。

  • "允许多速率处理"-当选择此方法时,单位抽取信号的方式,输出采样率在 比入口少一倍。

依赖关系

要使用此参数,请将*Input processing*参数设置为’列作为通道(基于帧)`。

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

# 允许固定尺寸输入信号的任意帧长 — 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*允许固定大小输入信号的任意帧长度*复选框,则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,这可以通过检查*允许固定大小输入信号的任意帧长度*复选框来启用。

  • 如果取消选中*允许固定大小输入信号的任意帧长度*复选框,则输入帧大小必须是抽取因子的倍数。

依赖关系

要使用此参数,请将*Input processing*参数设置为"列作为通道(基于帧)",将*Rate options*参数设置为"强制执行单速率处理"。

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

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

指示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

如果*输入处理*参数设置为 列作为通道(基于帧),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*Rate options*参数指定块将如何重新计算输入数据。:

  • 如果*Rate options*参数设置为 强制执行单速率处理,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 齐尔( ),在哪里 -输入数据帧的大小,以及 -*Decimation factor*参数中指定的抽取系数。

在这种模式下,如果信号具有固定大小(帧大小在仿真过程中不会改变),并且*允许固定大小的输入信号的任意帧长度*复选框被选中,那么输入帧大小可以是任意的,不必是抽取因子的倍数。 如果未设置*允许固定大小输入信号的任意帧长度*复选框,则输入帧大小必须是抽取因子的倍数。

如果*Input processing*参数设置为 列作为通道(基于帧) 及*利率选项* 强制执行单速率处理.

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*允许固定大小输入信号的任意帧长度复选框*

尺寸上限 齐尔( )上

  • 如果*Rate options*参数设置为 允许多速率处理,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,而输出帧的周期( )在 比输入帧的周期长的倍( ).

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*Input processing*参数设置为 列作为通道(基于帧),而对于*Rate options*参数,值 允许多速率处理.

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

如果*输入处理*参数设置为 元素作为通道(基于样本),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。 在输出的倒计时周期( )在 比输入倒计时周期长的时间( ),而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。

当*Input processing*参数设置为 元素作为通道(基于样本). *Rate options*参数的值自动设置为 允许多速率处理.

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

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

您可以用切换开关代替输入端的延迟和抽取因子。

fir decimation 5 cn

当第一个输入样本到达时,交换机将其馈送到分支 0,并且所述抽取器计算所述第一输出值。 当新的输入计数到达时,开关逆时针移动通过分支. , 下到树枝 0 通过将一个计数输入每个分支。 当交换机到达分支 0,抽取器输出以下一组输出值。 只要数据继续到达,这个过程就会继续。 每次开关来到一个分支 0,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 .

连结

  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.