关于抽取/下采样的问题

信息处理 调制 下采样 数字滤波器 模数
2022-02-19 15:41:09

我正在使用片上 SAR adc,由于某种原因,当我以所需采样频率的近 100 倍进行采样时,我只能获得准确的信号重建和滤波。具体来说,目前最低工作采样率为 25KHz,但对于 BW 为 0.5-100Hz 的信号,所需的采样率为 500Hz,因此我仍然稍微过采样这个信号,但 25KHz 显然是过大的。

我想将此信号下采样到所需的采样频率,以帮助设计和实现 0.5-100Hz 通带中的数字滤波器。我知道要注意的关键是混叠,因此您应该使用数字抗混叠滤波器,但它与模拟抗混叠滤波器的概念几乎相同,我只是对我想要的信号带宽进行低通滤波采样后重建?还有其他我应该知道的能够在 DSP 中实现下采样的陷阱/设计技巧吗?提前致谢。

2个回答

关键是在下采样之前移除最终带宽之外的任何信号以避免混叠。如果您想以模拟或数字方式进行此操作,则在技术上并没有真正的区别。从工程的角度来看,数字滤波通常更经济。至于陷阱/设计技巧 - 如果您确实使用数字过滤,请记住,您可以通过不计算最终会被下采样丢弃的过滤输出样本来节省 CPU 周期。

总而言之,设计一个 100Hz LPF FIR,采样率为 25kHz,每 50 个采样运行一次滤波器,然后丢弃除这些采样之外的所有采样。

如果您要抽取 50 倍,那么我建议您分两个阶段进行抽取。使用 LPF1 进行低通滤波器,按因子 D1 抽取,然后使用 LPF2 进行低通滤波器,最后按因子 D2 抽取。为了最小化两个滤波器中乘法器的总数,设置 D1 = 25 和 D2 = 2。抽取因子 D1 = 25 将告诉您 LPF1 的截止频率应该是多少,以避免在抽取 25 后出现混叠。(使用半带LPF2 的过滤器。)