多速率信号处理-插值和插值滤波器

插值意味着提高采样率,故而被称为上采样(Up Sample)。设原始序列为 x ( n ) x(n) x(n),采样率为 f x f_x fx,插值因子为 L L L,则插值的过程为原始序列每相邻两个样点之间插入 L − 1 L-1 L−1个 0 0 0构成一个新序列,数学表达式为

y ( m ) = { x ( m / L ) m = 0 , ± L , ± 2 L , ⋯ 0 其他 y(m)=\begin{cases}x(m/L)&m=0,\pm L,\pm2L,\cdots\\0&\text{其他}\end{cases} y(m)={x(m/L)0m=0,±L,±2L,⋯其他

以 f y f_y fy表示 y ( m ) y(m) y(m)的采样率,则采样率之间的关系为

f y = L × f x f_y=L\times f_x fy=L×fx

图示如下:

从频域角度看, 原始序列的频谱以 f x f_x fx为周期做周期延拓。

插值后的新序列以新的采样率 f y f_y fy做周期延拓。

可以看到插值前后频谱成分不变,但是在 f x f_x fx的整数倍频点处的频谱称为镜像成分。所以插值后要加入一个低通滤波器滤除镜频。典型的插值器就是由上采样器和抗镜像滤波器共同完成的。

由于插值是在原始序列中插入零值,即某些采样点处的信号幅度为0,会改变信号的幅度,因此插值会造成信号幅度的损失。要保证插值前后信号幅度的统一,可在插值滤波器后设置一个增益因子L。

相关推荐
专注仿真3 小时前
引擎扩展性与集成设计深度剖析:从 14 个扩展点到 DIS→HLA 演进之路
开发语言·算法·仿真引擎·推演引擎
码爸3 小时前
支持向量机介绍与示例
算法·机器学习·支持向量机
怕浪猫4 小时前
2028编程圈很火的10个Skills
算法·面试·github
Nil2088 小时前
leetcode 198打家劫舍
算法·leetcode·职场和发展
Shaoshing8 小时前
前缀和与差分
java·数据结构·算法·前缀和·差分
loulanyue_9 小时前
构建房产认知决策智能:Harness底座与AI自进化的技术实践——读贝壳首席算法科学家尹俊希2026云栖专场演讲
人工智能·算法
碧海银沙音频科技研究院9 小时前
基于炬芯ATS录音卡BLE控制协议
人工智能·嵌入式硬件·算法·语音识别
suhan10 小时前
【数据结构】三、栈和队列:6.链队列、双端队列、队列的应用(树的层次遍历、广度优先BFS、先来先服务FCFS)
数据结构·后端·算法
姜鱼问生10 小时前
Docker Volume 备份与恢复实战:不停机迁移数据
后端·算法·架构
suhan10 小时前
【数据结构】三、栈和队列:5.顺序队列(循环队列)(初始化,判空判满,入队,出队,实例)
数据结构·后端·算法