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多采样率数字滤波器

随着数字信号处理技术的发展,数字滤波器越来越吸引人们的注意,其应用也越来越广泛。一般的数字滤波器的输出采样率与输人采样率相同,而多采样率数字滤波器的输出采样率与输入采样率或内部处理采样率不同。分析一般数字滤波器所用的理论与方法是差分方程与z变换,研究多采样率数字滤波器与此不同,需用修改的z变换,并作为周期性时变滤波器的特殊情况来分析。对这种多采样率数字系统,国外文献过去从多采样率数据反馈系统介绍较多,近年来才从多采样率数字滤波器角度来介绍。本文将对多采样率数字滤波器所用的理论基础、分析方法、实现原理与应用,作较系统的介绍。文中对修改的z变换与普通z变换的关系,采样区间值用修改Z变换与用采样率转换求法的一致性以及作为周期性时变滤波器特殊情况分析法与用采样率转换一般分析法的一致性将作推导与阐述。一、修改的Z变换 我们知道,拉氏变换是分析线性连续时间系统的有力工具,而z变换则是分析线性离散时间系统的有力工具。但z变换只对采样时刻的输出...  (本文共17页) 阅读全文>>

《科学技术与工程》2015年20期
科学技术与工程

基于LabVIEW的多采样率数字滤波器1/3倍频程计算方法

噪声测量中,1/3倍频程占有重要地位。相比倍频程而言,1/3倍频程对频带的划分更细,详细的反映噪声信号频谱特性和能量分布情况,便于观察噪声信号宏观上的能量分布,消除信号频率或相位信息微小变化对观察结果的影响[1]。1/3倍频程谱值的计算多采用频域算法和多采样率数字滤波器法。频域算法首先对噪声采样信号进行快速傅里叶变换,计算出功率谱,然后计算每个中心频率的带宽内功率谱总和,得到1/3倍频程频谱值[1]。为对噪声信号进行准确分析,通常采用很大的FFT长度(大于或等于8 192点)来提高分析的准确性[2]。而多采样率数字滤波器算法对信号进行分析前会先进行信号抽取,减少需要处理的数据和滤波运算量,然后输入带通滤波器进行计算求出1/3倍频程频谱[3,4]。1/3倍频程分析中,有30个频带谱值,因此频域算法在硬件上比数字滤波器算法实现更简单,计算量相同的情况下运算速度比数字滤波器要快[5]。但是1/3倍频程分析中心频率为20 Hz的带宽只有...  (本文共7页) 阅读全文>>

《信息通信》2012年04期
信息通信

基于Matlab的多采样率数字信号处理

单采样率系统所具有的特点是在系统的输入端、输出端以及中间结点上具有大小相同的采样率。但实际情况是,各系统间采样率在运行的过程中往往具有差别,因此,为了能够达到将被处理信号的采样率转换成与相应系统所要求的采样率大小相同的目的,我们必须要生成一类这样的数字滤波器。1原理分析1.1采样率降低——整数P倍抽取时域:我们可以使用抽取的方法来降低采样率。将m(a)的采样频率降低p倍的抽取过程如下面的公式所示:n(a)=m(ap)将第P个样本点保留,去掉两个样本点之间的P-1个样本点,我们把原有的离散信号m(a)的采样周期设置为T,经过了P倍的抽取n(a)具有大小为T'的采样周期,新的采样率公式如下:fs'=1=1=1.2采样率提高——整数n倍内插频域:由c变换的定义,Y倍内插后的序列mI(a)的c变换mI(c)的公式如下所示:2具体实验实现2.1时域内插和抽取对时域正弦信号m(a)=sin(2-0.12a)进行3倍内插和3倍抽取操作。代码及...  (本文共2页) 阅读全文>>

苏州大学
苏州大学

一种适用于地震勘探仪器的数字滤波器的设计

本论文的主要目的是设计地震勘探仪器中的数字滤波器,确定能满足其需求的结构和参数并进行优化。由3级级联积分梳状(CIC)滤波器、1级补偿滤波器、以及1级有限脉冲(FIR)滤波器构成。每级滤波器首先在MATLAB中模拟仿真,然后通过Modelsim验证,最后在Altera公司的Cyclone IVE系列FPGA(现场可编程门阵列)芯片中实现。CIC抽取滤波器主要实现采样率转换,通过对窄带源抽取以提取基带信号,CIC滤波器的主要优势是不需要乘法器,只用加法器、积分器和寄存器就可以实现。补偿滤波器的主要任务是补偿CIC滤波器通带内的衰减。FIR滤波器具有严格线性相位和全局稳定性的特点,主要用于滤波器最后阶段,抑制无用信号,实现高精度滤波。本文的主要工作如下:1、介绍地震勘探的原理和地震仪器的背景、分析地震仪器对数字滤波器提出的要求,确定实现方案;2、通过MATLAB对多级数字滤波器参数设计和仿真;3、通过Quartus II、Model...  (本文共68页) 本文目录 | 阅读全文>>

天津大学
天津大学

基于Sigma-Delta转换器的数字滤波器设计

Sigma-Delta模数、数模转换器是一种基于过采样技术的高精度转换器,被广泛应用在音频信号处理中。而数字滤波器是Sigma-Delta转换器的重要组成部分,数字滤波器的性能直接决定了Sigma-Delta转换器系统的性能指标、芯片面积以及功耗。本文基于64倍过采样16位精度Sigma-Delta模数、数模转换器中的数字滤波器开展设计。其中主要包括四部分。第一部分讨论了过采样转换器的原理以及过采样转换器与传统的奈奎斯特转换器相比较的主要优点,同时介绍Sigma-Delta调制器的基本结构,并引出了适用于64倍过采样16位精度Sigma-Delta转换器的调制器结构。第二部分主要阐述了与Sigma-Delta转换器中的数字滤波器设计相关的多采样率数字信号处理理论,并分析了CIC滤波器与半带滤波器两种高效的数字滤波器结构,同时设计出基于64倍过采样16位精度Sigma-Delta转换器的数字滤波器基本结构。第三部分论述了数字滤波器...  (本文共96页) 本文目录 | 阅读全文>>

湖南大学
湖南大学

HY128声级计上位机管理系统设计

随着社会的进步,经济的发展,人们生活水平的提高,噪声污染也越来越严重,严重影响到人们的工作、学习以及生活等方面。所以噪声的有效控制和测量显得十分重要,同时市场对噪声测量仪器的功能要求也就越来越高。传统的噪声测量仪器测量功能比较单一,只有仅仅几种测量项目供用户选择,当用户需要进行其他功能的测量时,还需要进行外部设备的连接,操作繁琐;同时显示的数据信息有限,数据的存储缺少有效的管理;硬件设备处理数据时效性较差,倍频程测量与1/3倍频程等测量难以实现并行处理,需要不断提高噪声测量仪器功能多样化要求和自动化管理水平。本文针对传统噪声测量仪器的不足,根据衡阳衡仪电气有限公司HY128声级计搭建其相应的上位机管理系统,以完善其相关功能。文章结构如下:首先,介绍HY128声级计上位机管理系统中数据处理的相关算法和噪声测量的基础知识。噪声测量的相关基础知识主要介绍噪声测量基本度量和主要的评价参量。算法主要是提出了改进Mallat算法用于倍频程测...  (本文共86页) 本文目录 | 阅读全文>>