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
阿文的代码库8 分钟前
经典算法题剖析:按奇偶排序数组
数据结构·算法
AI小码13 分钟前
WAIC 2026前瞻:AI产业进入拼落地的下半场
人工智能·算法·ai·程序员·大模型·编程·智能体
珠海西格电力1 小时前
零碳园区数据应用的具体场景有哪些?
大数据·人工智能·算法·架构·能源
geovindu1 小时前
CSharp: Dijkstra Algorithms
开发语言·后端·算法·c#
学逆向的2 小时前
汇编——位运算
开发语言·汇编·算法·网络安全
可编程芯片开发2 小时前
基于simulink的PEM燃料电池控制系统建模与仿真,对比PID,积分分离以及滑模控制器
算法
学究天人2 小时前
数学公理体系大全:Comprehensive Collection of Mathematical Axiom Systems(卷2)
算法·数学建模·动态规划·图论·抽象代数·拓扑学
玛卡巴卡ldf3 小时前
【LeetCode 手撕算法】(细节知识点总结)
java·数据结构·算法·leetcode·力扣
wanzehongsheng3 小时前
零碳产业园光伏园区光伏电站追踪对比固定:发电增益技术边界分析
算法·光伏发电·光伏·零碳园区·太阳能追光·低碳环保·追踪电站
KobeSacre4 小时前
CyclicBarrier 源码
java·jvm·算法