采样率转换滤波器的高效实现方法

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1、江西师范大学2013届本科毕业设计题目：采样率转换滤波器的高效实现方法Title:Efficientimplementationmethodsforsamplingrateconversionfilter院系名称：物理与通信电子学院学生姓名：学生学号：专业：通信工程指导老师：完成时间：2013年4月I摘要在数字信号处理的很多实际应用中，经常会遇到采样率的转换问题，即要求一个数字系统工作在多采样率状态。将一个信号从某一个给定的采样率转换到另一个不同采样率的过程称为采样率转换。本文主要研究了采样率转换数字滤波

2、器的内插和抽取的原理，并在这个基础上，用MATLAB软件编程设计实现了采样率转换的数字滤波器。在采样率转换的设计过程中主要讨论了两个问题，其一是信号的整数倍内插及MATLAB实现；其二是信号的整数倍抽取及MATLAB实现。滤波器的整个设计过程中都是按照理论分析、编程设计、MATLAB实现的步骤来完成。关键词：采样率转换，数字滤波器，MATLABIAbstractInmanypracticalapplicationsofdigitalsignalprocessing,oftenencounterproble

3、msofsamplingrateconversion,i.e.requireadigitalsystemtoworkinamultiratestate.Theprocessiscalledasignalfromagivensamplerateconversiontoadifferentsampleratesamplerateconversion.Inthispaper,theprincipleofsamplerateconversionofdigitalfiltersfordecimationandint

4、erpolation,andonthisbasis,samplerateconversionofdigitalfilterdesignusingMATLABprogramming.Samplerateconversionofthedesignprocessfocusesontwoquestions,oneisanintegermultipleofthesignalinterpolationandMATLAB;secondisofanintegermultipleofthesignalextractiona

5、ndMATLAB.Throughoutthedesignprocessofthefilterareinaccordancewiththetheoreticalanalysis,programmingdesign,MATLABimplementationstepstocomplete.Keywords:thesamplingrateconverter,thedigitalfilter,MATLAB23目录摘要IABSTRACTII1引言12采样率转换数字滤波器的基本原理22.1信号的整数倍内插22.2信号的

6、整数倍抽取32.3按有理数因子I/D的采样率转换43FIR数字滤波器的设计63.1FIR数字滤波器的基本原理及设计步骤63.2用窗函数法设计FIR数字滤波器73.3频率采样法设计FIR数字滤波器83.4等波纹最佳逼近法设计FIR数字滤波器93.5多相滤波器结构104采样率转换的FIR滤波器实现124.1MATLAB简介124.2FIR整数内插124.3FIR整数抽取134.4FIR有理因子的采样率转换145结束语16参考文献17附录一：FIR整数内插的MATLAB源程序18附录二：FIR整数抽取的MATL

7、AB源程序21附录三：FIR采样率转换的MATLAB源程序22231引言在数字信号处理中,经常要研究一些离散系统理论，为了处理信号必须要设计和实现称之为滤波器（在某些领域或称为频谱分析仪）的各种系统。所谓数字滤波器是指输入、输出均为数字信号，通过数值运算处理改变输入信号所含频率成分的相对比例，或者滤除某些频率成分的数字器件或程序。因此，数字滤波的概念和模拟滤波相同，只是信号的形式和实现滤波方法不同。正因为数字滤波通过数值运算实现滤波，所以数字滤波器处理精度高、稳定、体积小、重量轻、灵活、不存在阻抗匹配问题

8、，可以实现模拟滤波器无法实现的特殊滤波功能。采样率转换在数字滤波设计、序列编码和数据压缩等很多领域得到了广泛的应用，与滤波器组理论和小波变换也有密切联系，现在很多实际应用中都要用到采样率的转换，例如，数字电视系统、数字电话系统、对一个非平稳随机（语音信号）作谱分析或编码等等方面。在多采样率系统中，总是设法把乘法运算安排在低采样率一侧，以使单位时间内的乘法次数最少。但往往滤波器的卷积运算均在采样率较高的一侧，因此，必须对多采样率