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精密電阻
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如何使用CIC梳狀濾波器來優(yōu)化解決方案?

由21ic Forum出品江波1026網(wǎng)站:bbs.21ic.com最近,我一直在做信號處理部分。

最后幾篇文章討論了多普勒超聲流量計(jì)的工作原理和項(xiàng)目解決方案。

這些天,我將對其進(jìn)行優(yōu)化,因此,我將使用梳狀濾波器(CIC,級聯(lián)積分器–梳狀濾波器)作為多普勒超聲流量計(jì)的回波信號處理模塊。

首先,我將介紹梳狀濾波器的原理:首先,我將向您介紹多重采樣率數(shù)字濾波器。

從字面上看,它具有多個采樣率。

像傳統(tǒng)的整形濾波器FIR濾波器和IIR濾波器一樣,這兩個濾波器只有一個采樣率并且是固定的,因此它們可以使用的信號具有一定的局限性。

在某些情況下,處理后的信號需要不同速率的采樣頻率。

如果是傳統(tǒng)的采樣率轉(zhuǎn)換,那將是非常麻煩的。

例如,被測信號為正弦模擬信號,AD采樣率為F1,現(xiàn)在我們需要使用采樣頻率為F2的信號,然后在F1采樣后進(jìn)行DA轉(zhuǎn)換,然后將轉(zhuǎn)換后的以F2的采樣頻率對模擬信號進(jìn)行采樣,從而獲得采樣率為F2的數(shù)字信號,并完成采樣頻率的轉(zhuǎn)換。

但這不僅很麻煩,而且還可能導(dǎo)致信號損壞。

因此,我們采用了新的想法,下面將對此進(jìn)行介紹。

具有多個采樣率的數(shù)字信號處理系統(tǒng)通常使用采樣率轉(zhuǎn)換,例如插值和抽取。

從傅立葉變換的性質(zhì)可以知道,信號時域中的抽取將導(dǎo)致頻譜的周期性偏移的擴(kuò)大。

當(dāng)信號中存在高頻分量時,可能會出現(xiàn)頻譜混疊現(xiàn)象。

因此,在反頻譜混疊中需要進(jìn)行濾波操作以濾除高頻分量。

梳狀濾波器結(jié)構(gòu)簡單,只有乘法和加法單元,可以實(shí)現(xiàn)多倍率降頻轉(zhuǎn)換并濾除高頻分量。

為了使過渡帶陡峭并抑制旁瓣,濾波器的帶含量差不應(yīng)太大。

當(dāng)掃頻帶寬恒定時,通常在采樣率降采樣的第一階段使用CIC濾波器,以滿足更大的采樣率和更小的降頻因數(shù),以減小帶含量差異。

以上是梳狀濾波器原理的簡要介紹。

上面的圖片是我使用Matlab制作的仿真圖片。

最上面的圖片是94原始信號的時域波形。

首先我對其進(jìn)行5次插值,即在每兩個采樣點(diǎn)之間插入4個零值。

將其插入低通濾波器后,便獲得了圖3所示的波形,該波形被提取了3次,即每兩點(diǎn)提取一個點(diǎn)作為新的信號點(diǎn)。

可以看出,整個過程中信號沒有改變,只有采樣率改變了。

以上只是我的模擬結(jié)果。

實(shí)際完成后,我將更詳細(xì)地解釋它。

下圖也是模擬結(jié)果:免責(zé)聲明:本文內(nèi)容經(jīng)21ic授權(quán)后發(fā)布,版權(quán)歸原作者所有。

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