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Filtri multifrequenza e multistadio

Decimazione, interpolazione, conversione di velocità e banchi di filtri

I filtri multifrequenza sono filtri digitali che modificano la velocità di campionamento di un segnale digitale senza introdurre aliasing o imaging nel segnale convertito in velocità. Questi filtri sono classificati come decimatori che riducono la velocità di campionamento, interpolatori che aumentano la velocità di campionamento e convertitori di velocità che eseguono una combinazione di entrambi. Per i dettagli su queste operazioni di conversione di velocità e sul loro effetto sul segnale nel dominio 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, come i canalizzatori, i sintetizzatori di canale, i banchi di filtri a due canali a mezza banda e i banchi di filtri multilivello utilizzano questi filtri come componenti costruttivi.

È possibile implementare efficientemente un filtro multifrequenza con un fattore di conversione di velocità elevato in due o più stadi piuttosto che in un singolo stadio. Quando la progettazione è lunga (ossia contiene molti coefficienti) e costosa (ossia richiede molte moltiplicazioni e addizioni per ogni campione di input), l'approccio multistadio è più efficiente da implementare rispetto a quello a singolo 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 comprende la determinazione del numero di stadi e del fattore di conversione di velocità per ogni stadio. Una configurazione ottimale comporta il minimo sforzo computazionale; è possibile misurare il costo di tale implementazione 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.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
fvtool(To be removed) Visualize frequency response of DSP filters
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
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 ConverterPolynomial sample-rate converter with arbitrary conversion factor
FIR DecimationPerform polyphase FIR decimation
FIR Halfband DecimatorDecimate signal using polyphase FIR halfband filter
FIR Halfband InterpolatorInterpolate signal using polyphase FIR halfband filter
FIR InterpolationPerform polyphase FIR interpolation
FIR Rate ConversionPerform polyphase FIR sample rate conversion
IIR Halfband DecimatorDecimate signal using polyphase IIR halfband filter
IIR Halfband InterpolatorInterpolate signal using polyphase IIR halfband filter
Variable FIR DecimationPolyphase FIR decimation with tunable decimation factor (Da R2023a)
Variable FIR InterpolationPolyphase FIR interpolation with tunable interpolation factor (Da R2023a)
Complex Bandpass DecimatorExtract a frequency subband using a one-sided (complex) bandpass decimator
Digital Down-ConverterTranslate digital signal from intermediate frequency (IF) band to baseband and decimate it
Digital Up-ConverterInterpolate and translate digital signal from baseband to intermediate frequency (IF) band
Sample-Rate ConverterMultistage sample-rate conversion
CIC Compensation DecimatorCompensate for CIC filter using FIR decimator
CIC Compensation InterpolatorCompensate for CIC filter using FIR interpolator
CIC DecimationDecimate signal using cascaded integrator-comb filter
CIC InterpolationInterpolate signal using cascaded integrator-comb filter
ChannelizerPolyphase FFT analysis filter bank
Channel SynthesizerPolyphase FFT synthesis filter bank
Dyadic Analysis Filter BankDecompose signals into subbands with smaller bandwidths and slower sample rates or compute discrete wavelet transform (DWT)
Dyadic Synthesis Filter BankReconstruct signals from subbands with smaller bandwidths and slower sample rates or compute inverse discrete wavelet transform (IDWT)
Two-Channel Analysis Subband FilterDecompose signal into high-frequency and low-frequency subbands
Two-Channel Synthesis Subband FilterReconstruct signal from high-frequency and low-frequency subbands

Argomenti

Velocità di campionamento e di fotogramma nei modelli multifrequenza

Filtri multifrequenza

Filtri multistadio

Banchi di filtri

Dataflow

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