FIR 插值
利用 FIR 滤波器进行多相插值。
类型: FIRInterpolation
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图书馆中的路径: |
说明
*FIR 插值*块在第一次测量时使用整数插值因子 执行高效的多相插值。
从概念上讲，使用有限脉冲响应滤波器（FIR 滤波器，FIR）进行插值表示将频率提升 ，然后应用重构 FIR 滤波器，该滤波器通常是理想带限插值滤波器的近似值。
将输入信号每个通道的采样率提高到更高的频率，是通过在采样之间添加 0 来实现的。FIR 滤波器对转换数据的每个通道进行滤波。由此产生的采样信号的采样率是原始采样率的 倍。
然而，实际的分块算法实现的是直接形式 FIR 滤波器的多相结构，即图中所示组合系统的有效等价物。更多详情见第……节。 [Алгоритмы].
如果*速率选项*参数设置为 "强制单速率处理"，*FIR 插值*块可在触发子系统中使用。
端口
输入
输入 - 输入数据
标量 | 向量 | 矩阵
为指定为向量或矩阵的数据块输入数据。
数据类型: Float16, Float32, Float64, Int8, Int16, Int32, Int64, UInt8, UInt16, UInt32, UInt64
*支持复数：是
Num - 滤波传递函数分子的系数
矢量
以向量形式输入 FIR 滤波器分子系数的端口。
FIR 滤波器的传递函数 定义为
为了作为有效的重构滤波器使用，系数通常对应于低通滤波器，其归一化截止频率值不大于插值系数的倒数。
系数的值是可调的。也就是说，它们的值可以在建模过程中改变，而它们的属性，如大小、数据类型和复杂程度则保持不变。
依赖关系
要使用此端口，请将 Coefficient source 参数设置为 "输入端口"。
数据类型: Float16, Float32, Float64, Int8, Int16, Int32, Int64, UInt8, UInt16, UInt32, UInt64
*支持复数：是
参数
系数源 - 系数设置方法
对话框参数（默认） | `输入端口
如果参数的值为 "对话框参数"，则滤波系数在参数设置窗口中设置。如果参数值为 "输入端口"，则通过输入端口 Num 设置滤波器系数。
FIR 滤波器系数 - 低频 FIR 滤波器系数
[0; -0.000129061486199961;-0.000228040316280948; 0; 0.000554613738572437; 0.000802607430267054; 0; -0.00152912350278902; -0.00203638780675590; 0; 0.00342230705979440; 0.00433928347039265; 0; -0.00673109372352446; -0.00825637814441869; 0; 0.0121125402586868; 0.0145130044012328; 0; -0.0204721583515830; -0.0241392529239787; 0; 0.0332125142618354; 0.0388230898504630; 0; -0.0529640018790903; -0.0619837024555044; 0; 0.0860610417481775; 0.102712774109103; 0; -0.154048515452570; -0.197567026018057; 0; 0.408837525145054; 0.824655115145336; 1; 0.824655115145336; 0.408837525145054; 0; -0.197567026018057; -0.154048515452570; 0; 0.102712774109103; 0.0860610417481775; 0; -0.0619837024555044; -0.0529640018790903; 0; 0.0388230898504630; 0.0332125142618354; 0; -0.0241392529239787; -0.0204721583515830; 0; 0.0145130044012328; 0.0121125402586868; 0; -0.00825637814441869; -0.00673109372352446; 0; 0.00433928347039265; 0.00342230705979440; 0; -0.00203638780675590; -0.00152912350278902; 0; 0.000802607430267054; 0.000554613738572437; 0; -0.000228040316280948; -0.000129061486199961] （默认） | vector.
指定 FIR 滤波传递函数分子的系数 ：
为了作为有效的重构滤波器使用，通常会选择与低通滤波器相对应的系数，其归一化截止频率值不大于插值系数的倒数。
该模块将所有滤波器状态初始化为零。
依赖关系
要使用该参数，请将*系数源*参数设置为 "对话框参数"。
数据类型: Float16, Float32, Float64, Int8, Int16, Int32, Int64, UInt8, UInt16, UInt32, UInt64
*支持复数：是
插值因子 - 插值因子
3（默认）` |`正标量
指定一个整数系数 。程序块将根据该系数提高输入序列的采样率。
数据类型: Int8, Int16, Int32, Int64
输入处理 - 输入信号处理类型
列作为通道（基于帧）` | 元素作为通道（基于采样）` - 输入信号处理类型
指定块是执行基于采样的处理还是基于帧的处理。可选择的选项：
-
元素作为通道（基于采样）"- 输入信号的每个元素都被视为一个独立通道（基于采样的处理）。
-
列作为通道（基于帧）"- 输入信号的每一列都被视为一个独立通道（基于帧的处理）。
速率选项 - 块对输入数据进行插值的方法
强制单速率处理（默认）` | 允许多速率处理`。
指定块对输入数据进行插值的方法。可选择的选项：
-
强制单速率处理"--选择此方法时，数据块将保留输入信号的采样率并对信号进行插值，从而使输出帧的大小增加一个系数 。要选择此方法，*输入处理*参数必须设置为 "列作为通道（基于帧）"。
-
允许多通道处理"--选择此方法时，块会对信号进行内插，使输出采样率 是输入采样率的 倍。
更多信息
基于框架的处理
当*输入处理*设置为 "列作为通道（基于帧）"时，设备会对输入信号的每一列进行及时的重新采样。在这种模式下，程序块可以执行单速率或多速率处理。您可以使用*速率选项*参数来指定块将如何对输入数据重新采样：
-
如果*速率选项*参数设置为 "强制单速率处理"，则程序块的输入和输出数据具有相同的采样速率。为了在保留输入数据采样率的同时对输出数据进行插值，程序块会重新计算输入数据每一列中的数据，使输出数据帧大小 ( ) 是输入数据帧大小 ( ) 的 倍。
-
如果*速率选项*设置为 "允许多通道处理"，则 FIR 滤波插值的输入和输出数据大小相同。但是，输出数据的采样率是输入数据采样率的 倍。在此模式下，程序块将输入矩阵 至 视为 独立通道。程序块对输入信号的每一列进行时间插值，保持帧大小不变（ = ），输出帧（ ）的周期是输入帧（ ）周期的 倍。
算法
使用多相结构可有效实现 FIR 滤波器插值。
为了推导多相结构，我们首先要定义 FIR 滤波器的传递函数：
其中 是 FIR 滤波器的长度。
我们可以将这个等式重新排列如下
其中 是多相分量的数量，其值等于参数设置窗口中设置的插值系数。
我们可以将该等式写成
其中 , , …, 是 FIR 滤波器 的多相分量。
从概念上讲，FIR 滤波器插值由一个插值系数和一个低通 FIR 滤波器组成 。
让我们用它的多相表示法取代 。
在此介绍多元插值的特性。
应用内插法的特性可将零采样插入操作移至滤波操作之后。这样可以降低信号滤波的速度。
你可以用一个开关来代替零采样插入运算器、延迟块和加法器。开关从第一个分支 0 开始，逆时针方向移动，每次从每个分支获取一个采样。插值器实际上是为接收到的每个输入样本输出 样本。因此，FIR 滤波插值输出的采样率为 。
