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
CoderCodingNo3 分钟前
【NOIP】2011真题解析 luogu-P1003 铺地毯 | GESP三、四级以上可练习
算法
iFlyCai18 分钟前
C语言中的指针
c语言·数据结构·算法
查古穆39 分钟前
栈-有效的括号
java·数据结构·算法
再一次等风来40 分钟前
近场声全息(NAH)仿真实现:从阵列实值信号到波数域重建
算法·matlab·信号处理·近场声全息·nah
汀、人工智能40 分钟前
16 - 高级特性
数据结构·算法·数据库架构·图论·16 - 高级特性
大熊背1 小时前
利用ISP离线模式进行分块LSC校正的方法
人工智能·算法·机器学习
XWalnut1 小时前
LeetCode刷题 day4
算法·leetcode·职场和发展
蒸汽求职1 小时前
机器人软件工程(Robotics SDE):特斯拉Optimus落地引发的嵌入式C++与感知算法人才抢夺战
大数据·c++·算法·职场和发展·机器人·求职招聘·ai-native
AI成长日志2 小时前
【笔面试算法学习专栏】双指针专题·简单难度两题精讲:167.两数之和II、283.移动零
学习·算法·面试
旖-旎2 小时前
分治(库存管理|||)(4)
c++·算法·leetcode·排序算法·快速选择算法