upfirdn
上采样、应用 FIR 滤波器和下采样
说明
示例
按有理转换因子将信号的采样率从 DAT 速率 48 kHz 更改为 CD 采样率 44.1 kHz。使用 rat 函数查找有理因子的分子 L 和分母 M。
Fdat = 48e3; Fcd = 44.1e3; [L,M] = rat(Fcd/Fdat)
L = 147
M = 160
生成以 采样的 1.5 kHz 正弦波，采样时间持续 0.25 秒。绘制第一个毫秒的信号。
t = 0:1/Fdat:0.25-1/Fdat;
x = sin(2*pi*1.5e3*t);
stem(t,x)
xlim([0 0.001])
hold on
使用凯塞窗设计一个抗混叠低通滤波器。将滤波器频带边缘设置为截止频率 的 90% 和 110%。指定通带波纹为 5 dB，阻带衰减为 40 dB。将通带增益设置为 L。
f = (Fdat/2)*min(1/L,1/M); d = designfilt('lowpassfir', ... 'PassbandFrequency',0.9*f,'StopbandFrequency',1.1*f, ... 'PassbandRipple',5,'StopbandAttenuation',40, ... 'DesignMethod','kaiserwin','SampleRate',48e3); h = L*tf(d);
使用 upfirdn 和滤波器 h 对正弦波重采样。计算并补偿滤波器引入的延迟。生成对应的重采样时间向量。
y = upfirdn(x,h,L,M); delay = floor(((filtord(d)-1)/2-(L-1))/L); y = y(delay+1:end); t_res = (0:(length(y)-1))/Fcd;
在图上叠加重采样的信号。
stem(t_res,y,'*') legend('Original','Resampled','Location','southeast') hold off
输入参数
输出参量
提示
xin是向量且h是向量。输入是一个滤波器和一个信号，因此函数将
xin与h进行卷积。如果xin是行向量，则输出信号yout是行向量；否则，yout是列向量。xin是矩阵且h是向量。输入是一个滤波器和多个信号，因此函数将
h与xin的每列进行卷积。得到的yout是与xin列数相同的矩阵。xin是向量且h是矩阵。输入是多个滤波器和一个信号，因此函数将
h的每列与xin进行卷积。得到的yout是与h列数相同的矩阵。xin是矩阵且h是矩阵，两者具有相同的列数。输入是多个滤波器和多个信号，因此函数将
xin与h的对应列进行卷积。得到的yout是与xin和h列数相同的矩阵。
算法
upfirdn 使用一个多相插值结构体。多相结构体中乘加运算的数量约为 (LhLx – pLx)/q，其中 Lh 和 Lx 分别是 h(n) 和 x(n) 的长度。对于长信号，此公式通常是精确的。
upfirdn 以级联方式执行三项操作：
参考
[1] Crochiere, R. E. "A General Program to Perform Sampling Rate Conversion of Data by Rational Ratios." Programs for Digital Signal Processing (Digital Signal Processing Committee of the IEEE Acoustics, Speech, and Signal Processing Society, eds.). New York: IEEE Press, 1979, Programs 8.2-1–8.2-7.
[2] Crochiere, R. E., and Lawrence R. Rabiner. Multirate Digital Signal Processing. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, 1983.
