实用与理想低通内插器

信息处理 过滤器设计 插值
2022-02-12 07:07:45

考虑具有采样率的信号fs=44.1千赫。让我们将信号上采样一个因子L=2并插入零点。

理想的低通内插器的增益为L和截止频率:

fc=fsL

理想的低通滤波器具有无限小的过渡带。

在实践中,我看到真正的低通插值器有一个以fc.

过渡带可能非常大,例如,0.45fs0.55fs.

我的问题是:为什么我们将实际低通内插器的过渡带集中在理想截止频率附近?通过这样做,实际的低通阻带高于理想的截止频率,这对我来说没有意义,因为这将允许来自0.45fs0.50fs区域潜入新信号。显而易见的替代方法是制作实际低通的阻带0.5fs忍受通带从0.4fs假设我们不能使过渡带更陡峭。一定有一些原因这不是它的做法。

1个回答

在设计过滤器时,您真正关心它在两个区域中的行为:

  1. 通带:根据您的应用,您希望该区域的衰减很小,并且可能还需要其他属性,例如线性相位。

  2. 阻带:您希望在该区域中需要尽可能多的衰减。

这两者之间是过渡区域。这在某种程度上被视为“不关心”乐队。您通常不会在该区域将响应限制得太紧,因此您不能真正认为它是可用的。在您的示例中,通带位于下方0.45fs; 在插值器之后,您只计划使用低于此阈值的频率内容。

这意味着您可以允许一些混叠以简化您的滤波器设计。您的过渡区域开始于0.45fs; 考虑到您的滤波器规格(如果它位于过渡带内)或高度衰减的响应(如果它位于阻带内),滤波器输出中高于该频率的所有信号都将具有不可预测的响应。外卖:

无论如何,您都不能依赖滤波器输出中超过通带边缘的任何频率内容。因此,如果它使滤波器设计更便宜,为什么不允许滤波器输出中通带边缘以上的频率包含混叠垃圾呢?

正如您所注意到的,这种技术通常用于多速率滤波器,因为它可以节省所需的滤波器阶数,以满足给定的一组通带/阻带规范。