LPF 在过采样中的作用是什么?

信息处理 采样
2022-02-22 04:08:01

让我们假设通过在两个相邻样本之间添加 1 个零来对信号进行上采样以形成信号数字 LPF 如何提供具有更多数据点(如下图所示)我知道这个问题可能看起来很愚蠢,但我使用的书籍并没有真正解释这部分。x(n)y(n)z(n)

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3个回答

@ user29568:您的问题远非愚蠢。这是一个非常好的问题。要了解为什么时域“零填充”会产生额外的光谱图像,必须按照 Fat32 的描述过滤掉,欢迎您在以下网址查看我对这种效果的解释:http ://www.dsprelated.com/showarticle /761.php

数字低通 FIR 滤波器可能会将每个添加的(值为零)样本更改为附近原始点的加权平均值。适当加权的平均值是沿重建的“平滑”(或带限)曲线插值的近似值,该曲线将通过所有原始点。因此,您最终会沿着该假设曲线获得更多数据点。

理想低通滤波器 (LPF) 对上采样内插器输出的影响可以在时域和频域中进行描述。我相信,频域解释可以在概念上更深入地理解 LPF 所扮演的角色。而时域操作明确定义了输出插值样本的生成。z[n]

对于频域方法,关键观察是,中间图的扩展序列包括所谓的频率缩放图像的原始 DTFT 频谱的输入序列在位置,其中是过采样因子和Y(ejω)y[n] X(ejωM)X(ejω)x[n]ω=2πk/MMk=0,1,...,M1

LPF 的通带仅包含基带输入频谱的一个副本,去除所有剩余的剩余图像并仅保留基带频谱,这恰好通过卷积运算的机制在时域中滤波器的脉冲响应和信号理想 LPF的截止弧度频率取决于过采样率,因为并且在您的情况下,每个样本将是弧度,(通带增益为)。z[n]y[n]ωcMωc=π/Mwc=π/2M=2