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
6Hzlia11 小时前
【Hot 100 刷题计划】 LeetCode 739. 每日温度 | C++ 逆序单调栈
c++·算法·leetcode
良木生香11 小时前
【C++初阶】:STL——String从入门到应用完全指南(1)
c语言·开发语言·数据结构·c++·算法
XWalnut12 小时前
LeetCode刷题 day16
数据结构·算法·leetcode·链表·动态规划
foundbug99913 小时前
基于混合整数规划的电池容量优化 - MATLAB实现
数据结构·算法·matlab
memcpy015 小时前
LeetCode 2452. 距离字典两次编辑以内的单词【暴力;字典树】中等
算法·leetcode·职场和发展
王老师青少年编程15 小时前
csp信奥赛C++高频考点专项训练之贪心算法 --【排序贪心】:魔法
c++·算法·贪心·csp·信奥赛·排序贪心·魔法
wearegogog12315 小时前
基于和差波束法的单脉冲测角MATLAB实现
人工智能·算法·matlab
AI科技星15 小时前
灵魂商数(SQ) · 全域数学统一定义【乖乖数学】
算法·机器学习·数学建模·数据挖掘·量子计算
晓觉儿15 小时前
【GPLT】2026年第十一届团队程序设计天梯赛赛后题解(已写2h,存档中)
数据结构·c++·算法·深度优先·图论