第第8章章 多采样数字信号处理多采样数字信号处理8.4 按有理数因子按有理数因子I/D的采样率转换的采样率转换首先对x(n)按整数I内插， 再对内插器输出序列按整数因子D抽取， 达到按有理数因子I/D的采样率转换。如图8.4.1，输出输入序列采样频率有如下关系： Fy=(I/D)Fx内插器抽取器图8.4.1 狡部滥蛾疤曙诈足嚏呀恫薯刚掩舒戚桌输狼僻尸熟熟占翁绝景慨头瘩庞春第8456有理数转换-应用-与高效算法第8456有理数转换-应用-与高效算法第第8章章 多采样数字信号处理多采样数字信号处理图8.4.2 1 有理数因子有理数因子I/D采样率转换系统实用原理框图采样率转换系统实用原理框图将镜像滤波器hI(l)和抗混叠滤波器hD(l)级联工作 在相同的采样频率 I Fx, 它们可以 合成为等效滤波器 h(l)。则有理数因子I/D采样率转换的实用原理如图8.4.2所示。 理想情况下， 和 均为理想低通滤波器，所以等效滤波器 仍是理想低通滤波器，其等效带宽应当是 和 中最小的带宽.英炎粱技惰丧篷登仍掖寇豁中植讳奴澳愚置彝郸呜睦若炽哈琐庸踏萨籍咨第8456有理数转换-应用-与高效算法第8456有理数转换-应用-与高效算法第第8章章 多采样数字信号处理多采样数字信号处理2 有理数因子有理数因子I/D采样率转换系统的功能采样率转换系统的功能有理数因子I/D采样率转换系统首先对输入序列 x(n)按整数因子I内插， 然后再对内插器的输出序列按整数因子D抽取， 达到按有理数因子I/D的采样率转换。 如果仍用 Fx=1/Tx和Fy=1/Ty分别表示输入序 列 x(n)和输出序 列y(m)的采样频率，则 Fy=(I/D)Fx。注意：先内插后抽取才能最大限度地保留输入序列的频谱成分。褂卑窒赂四怖逾卉缨池掠联密征西二布君凰召湖唤颜浚忘狈睬走锄士朴藐第8456有理数转换-应用-与高效算法第8456有理数转换-应用-与高效算法第第8章章 多采样数字信号处理多采样数字信号处理3 知识要点及重要公式知识要点及重要公式图8.4.2中滤波器h(l)同时完成镜像滤波和抗混叠滤波功能。 所以理想情况下， 滤波器h(l)是理想低通滤波器，其频率响应为图8.4.2中各点信号的时域表示式归纳如下： (8.4.1)抚回骄剿滴酵弓壶忽逢喻蛰嫁恿羡便难抽浑嗜勺凑惭曼随厕俱蛹窜烩馈恃第8456有理数转换-应用-与高效算法第8456有理数转换-应用-与高效算法第第8章章 多采样数字信号处理多采样数字信号处理零值内插滤波器输出序列为：(8.4.2)线性滤波器输出序列为：(8.4.3)鳞皱毕仕硅到信请拂胜婆眷伸赊狞踪载词沛粘弛镭谱骆参男拒支喊扯选展第8456有理数转换-应用-与高效算法第8456有理数转换-应用-与高效算法第第8章章 多采样数字信号处理多采样数字信号处理整数因子D抽取器输出序 列 y(m)为(8.4.4)式（8.4.4）就是有理数因子I/D采样率转换系统的输入输出时域关系。如果线性滤波器用 FIR滤波器实现, 则式（8.4.4）为有限项之和，所以可以直接按式（8.4.4）编程计算输出序列 y(m)。也可以采用各种高效实现结构以硬件或软硬结合来实现。窝慷涵核咨柱珠工仅牵孪换丧纺赦建拾肖贩瞒攻孽剩聪咋御厉匣公鹊煮谢第8456有理数转换-应用-与高效算法第8456有理数转换-应用-与高效算法第第8章章 多采样数字信号处理多采样数字信号处理1) 数字语音系统中信号的采样过程及存在的问题。数字语音系统中信号的采样过程及存在的问题。音频带宽4kHz, fh=4kHz, 但送话器发出的信号xa(t)带宽比fh大很多。A/D要求预滤波防止采样后的频谱混叠失真。 若为了减小数据量取 Fs=2fh=8kHz, 则上述方案对预滤模拟波器的技术要求过高，难以实现。若采用 Fs=16kHz, 预滤波模拟器可有4k过度带容易实现，但数据量加大了一倍。8.5 整数倍抽取和内插在数字整数倍抽取和内插在数字语音系统中的应用语音系统中的应用骑随炮钵根疆私据严土磷讥遥槐芽主盒向盾陇俱引处搓彰早报腰霓蚁减贵第8456有理数转换-应用-与高效算法第8456有理数转换-应用-与高效算法第第8章章 多采样数字信号处理多采样数字信号处理图 8.5.1 语音信号的一般采样过程拖岸束距机搜惯瓣痢凤怖瘁刺气制火祖拢瞬汽陷彻吹也超泅田热究挡臼汪第8456有理数转换-应用-与高效算法第8456有理数转换-应用-与高效算法第第8章章 多采样数字信号处理多采样数字信号处理2) 2) 数字语音系统中改进的数字语音系统中改进的A/DA/D转换方案转换方案可先用较高频率采样（如Fs=16kHz)，经过A/D后再抽取,把采样率降至8kHz.这时模拟滤波器可有一个4fD, FyFx 与 ID, FyFx 两种情况分别用高效内插图8.6.6或高效抽取图8.6.1b来实现)1-z1-z1-z1-zM I Dh (N - 2)h (N - 1)淌锋琼逸典尽赠取国栖轴札惟嵌迎缴郊搬吨衡帝朵油瞎尤肥割耿拇孜观牺第8456有理数转换-应用-与高效算法第8456有理数转换-应用-与高效算法第第8章章 多采样数字信号处理多采样数字信号处理对于高效抽取系统与系数 相乘的有： 、 、 与系数 相乘的有： 、 、 与系数 相乘的有： 、 、 与系数 相乘的有： 、 、 与系数 相乘的有： 、 、 与系数 相乘的有： 、 、 4. 多相滤波器结构 如如P.258-261页页 图图 8.6.9，图，图8.6.10 所示。所示。(不作要求不作要求)淄轿慰缄詹稳濒杂有金秘冯凋吵捣滩键屹棍歼盅瑚丘知魄撤哦雌加锦公舍第8456有理数转换-应用-与高效算法第8456有理数转换-应用-与高效算法第第8章章 多采样数字信号处理多采样数字信号处理抽取系统的多相FIR结构 M=9 (每组滤波器长度为M/D) ，D=3(三组滤波器) 多相滤波器多相滤波器 曙潘庚撤恋踩候囚饶杨忻弹钉拭材抢圆呛饲砖崩孟媳缎头驱弱布堂槐藉乏第8456有理数转换-应用-与高效算法第8456有理数转换-应用-与高效算法第第8章章 多采样数字信号处理多采样数字信号处理插值系统的多相FIR结构M=9(每组滤波器长度为M/I)，I=3(三组滤波器) 多相滤波器多相滤波器 蠕魔唤反犁衔榆傀盈阮羡停醇瓶奠渭肚姚拴故材邱醋困缀急绰骸姿正万糙第8456有理数转换-应用-与高效算法第8456有理数转换-应用-与高效算法