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Filtri a più velocità e multistadio

R2026a
Decimazione, interpolazione, conversione della velocità e banchi di filtri

I filtri a più velocità sono filtri digitali che modificano la velocità di campionamento di un segnale digitale senza introdurre aliasing o imaging nel segnale convertito. Questi filtri si classificano in decimatori e interpolatori, che rispettivamente riducono e aumentano la velocità di campionamento e in filtri convertitori di velocità, che combinano entrambe le funzioni. Per ulteriori dettagli su queste operazioni di conversione della velocità e sul loro effetto sul segnale nei domini del tempo e della frequenza, vedere Overview of Multirate Filters. DSP System Toolbox™ offre System object MATLAB® e blocchi Simulink® che implementano decimatori, interpolatori e convertitori di velocità. Le tecnologie di filtraggio avanzate, quali canalizzatori, sintetizzatori di canali, banchi di filtri a mezza banda a due canali e banchi di filtri multilivello, utilizzano questi filtri come componenti fondamentali.

È possibile implementare in modo efficiente un filtro a più velocità con un fattore di conversione della velocità elevato in due o più stadi anziché in un unico stadio. Quando il progetto è lungo (contiene molti coefficienti) e dispendioso in termini di risorse (richiede molte moltiplicazioni e addizioni per ogni campione di input), l'approccio a più stadi risulta più efficiente da implementare rispetto a quello in un unico stadio. Per ulteriori dettagli, vedere Overview of Multistage Filters.

Le funzioni designMultistageDecimator e designMultistageInterpolator in DSP System Toolbox determinano automaticamente la configurazione ottimale del filtro, che include la determinazione del numero di stadi e del fattore di conversione della velocità per ciascuno stadio. Una configurazione ottimale consente di ridurre al minimo lo sforzo computazionale; il costo di tale implementazione può essere misurato utilizzando la funzione cost. Per un esempio, vedere Multistage Rate Conversion.

Oggetti

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dsp.FarrowRateConverterPolynomial sample rate converter with arbitrary conversion factor
dsp.FIRDecimatorPerform polyphase FIR decimation
dsp.FIRHalfbandDecimatorDecimate signal using polyphase FIR halfband filter
dsp.FIRHalfbandInterpolatorInterpolate signal using polyphase FIR halfband filter
dsp.FIRInterpolatorPerform polyphase FIR interpolation
dsp.FIRRateConverterPerform polyphase FIR sample rate conversion
dsp.IIRHalfbandDecimatorDecimate by factor of two using polyphase IIR
dsp.IIRHalfbandInterpolatorInterpolate by a factor of two using polyphase IIR
dsp.ParallelFilterCreate parallel sum filter structure (Da R2023b)
dsp.VariableFIRDecimatorPolyphase FIR decimation with tunable decimation factor (Da R2024b)
dsp.VariableFIRInterpolatorPolyphase FIR interpolation with tunable interpolation factor (Da R2024b)
dsp.ComplexBandpassDecimatorExtract a frequency subband using a one-sided (complex) bandpass decimator
dsp.DigitalDownConverterTranslate digital signal from intermediate frequency (IF) band to baseband and decimate it
dsp.DigitalUpConverterInterpolate digital signal and translate it from baseband to IF band
dsp.FilterCascadeCreate cascade of filter System objects
dsp.SampleRateConverterMultistage sample rate converter
dsp.CICCompensationDecimatorCompensate for CIC decimation filter using FIR decimator
dsp.CICCompensationInterpolatorCompensate for CIC interpolation filter using FIR interpolator
dsp.CICDecimatorDecimate signal using cascaded integrator-comb (CIC) filter
dsp.CICInterpolatorInterpolate signal using cascaded integrator-comb filter
dsp.ChannelizerPolyphase FFT analysis filter bank
dsp.ChannelSynthesizerPolyphase FFT synthesis filter bank
dsp.DyadicAnalysisFilterBankDyadic analysis filter bank
dsp.DyadicSynthesisFilterBankReconstruct signals from subbands
dsp.SubbandAnalysisFilterDecompose signal into high-frequency and low-frequency subbands
dsp.SubbandSynthesisFilterReconstruct signal from high-frequency and low-frequency subbands

Funzioni

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coeffsReturns the filter System object coefficients in a structure
costEstimate cost of implementing filter System object
freqzFrequency response of discrete-time filter System object
filterAnalyzerAnalyze filters with Filter Analyzer app (Da R2024a)
infoInformation about filter System object
measureMeasure frequency response characteristics of filter System object
outputDelayDetermine output delay of single-rate or multirate filter (Da R2022a)
polyphasePolyphase decomposition of multirate filter
cascadeCascade of filter system objects
ctf2sysobjCreate System object from cascaded transfer functions (Da R2025a)
parallelCreate parallel sum filter structure
designMultirateFIRDesign and implement antialiasing and anti-imaging lowpass FIR filter
designMultistageDecimatorMultistage decimator design
designMultistageInterpolatorMultistage interpolator design
fdesign.decimatorDecimator filter specification object
fdesign.interpolatorInterpolator filter specification
fdesign.rsrcRational-factor sample-rate converter specification

Blocchi

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Farrow Rate Converter blockFarrow Rate ConverterPolynomial sample-rate converter with arbitrary conversion factor
FIR Decimation blockFIR DecimationPerform polyphase FIR decimation
FIR Halfband Decimator blockFIR Halfband DecimatorDecimate signal using polyphase FIR halfband filter
FIR Halfband Interpolator blockFIR Halfband InterpolatorInterpolate signal using polyphase FIR halfband filter
FIR Interpolation blockFIR InterpolationPerform polyphase FIR interpolation
FIR Rate Conversion blockFIR Rate ConversionPerform polyphase FIR sample rate conversion
IIR Halfband Decimator blockIIR Halfband DecimatorDecimate signal using polyphase IIR halfband filter
IIR Halfband Interpolator blockIIR Halfband InterpolatorInterpolate signal using polyphase IIR halfband filter
Variable FIR Decimation blockVariable FIR DecimationPolyphase FIR decimation with tunable decimation factor (Da R2023a)
Variable FIR Interpolation blockVariable FIR InterpolationPolyphase FIR interpolation with tunable interpolation factor (Da R2023a)
Complex Bandpass Decimator blockComplex Bandpass DecimatorExtract a frequency subband using a one-sided (complex) bandpass decimator
Digital Down-Converter blockDigital Down-ConverterTranslate digital signal from intermediate frequency (IF) band to baseband and decimate it
Digital Up-Converter blockDigital Up-ConverterInterpolate and translate digital signal from baseband to intermediate frequency (IF) band
Sample-Rate Converter blockSample-Rate ConverterMultistage sample-rate conversion
CIC Compensation Decimator blockCIC Compensation DecimatorCompensate for CIC filter using FIR decimator
CIC Compensation Interpolator blockCIC Compensation InterpolatorCompensate for CIC filter using FIR interpolator
CIC Decimation blockCIC DecimationDecimate signal using cascaded integrator-comb filter
CIC Interpolation blockCIC InterpolationInterpolate signal using cascaded integrator-comb filter
Channelizer blockChannelizerPolyphase FFT analysis filter bank
Channel Synthesizer blockChannel SynthesizerPolyphase FFT synthesis filter bank
Dyadic Analysis Filter Bank blockDyadic Analysis Filter BankDecompose signals into subbands with smaller bandwidths and slower sample rates or compute discrete wavelet transform (DWT)
Dyadic Synthesis Filter Bank blockDyadic Synthesis Filter BankReconstruct signals from subbands with smaller bandwidths and slower sample rates or compute inverse discrete wavelet transform (IDWT)
Two-Channel Analysis Subband Filter blockTwo-Channel Analysis Subband FilterDecompose signal into high-frequency and low-frequency subbands
Two-Channel Synthesis Subband Filter blockTwo-Channel Synthesis Subband FilterReconstruct signal from high-frequency and low-frequency subbands

Argomenti

Velocità di campionamento e di frame nei modelli a più velocità

Filtri a più velocità

Filtri multistadio

Banchi di filtri

Flusso di dati

Ritardo e latenza

  • Time-Based Scheduling and Code Generation (Simulink Coder)
    Consider continuous and discrete block usage, sample times, rate transitions for multirate models, discretization, and choosing between single-tasking mode and multitasking mode when designing models intended for code generation.
  • Delay and Latency
    Configure the Simulink environment to minimize delay and increase simulation performance.

Esempi in primo piano