一种任意采样率转换的内插滤波处理方法技术

本发明专利技术涉及一种任意采样率转换的内插滤波处理方法，该方法步骤包括：(1)根据输入信号的带宽要求和滤波精度系数，产生FIR滤波器抽头系数表；(2)用NCO产生1倍数据时钟信号Rs，并得到该时钟信号的时钟相位Phase；(3)采用1倍数据时钟信号进行信号接收；(4)根据时钟相位Phase在FIR滤波器系数表内提取相应的滤波系数；(5)将提取得到的滤波系数应用于FIR滤波器，对接收信号进行滤波处理，即可将输入信号的采样率由Rs转换到系统工作频率fs，实现采样率转换的内插滤波处理；该方法中采用的插值滤波器由一个横向FIR滤波器和一个装订有滤波器系数的ROM表组成，实现简单，耗费硬件资源少，实用性强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数字滤波
，特别涉及一种任意采样率转换的内插滤波处理方 法。
技术介绍
在现有数字内插滤波器设计中，将信号采样率变到系统工作时钟，为了适应数据 速率可变的要求，一种方法是根据传输数据的速率，采用重新配置时钟芯片来改变DA工作 时钟，这种方法受硬件平台限制；另外一种方法是针对特定几个速率采用多级滤波器进行 整倍数插值滤波，这种方法滤波器级数多、结构复杂、耗费资源巨大，并且数据速率不能连 续可变，实用性不强。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种任意采样率转换的内插滤波 处理方法，该方法中采用的插值滤波器由一个横向FIR滤波器和一个装订有滤波器系数的 ROM表组成，在每个系统工作时钟fs周期内，根据量化后的时钟相位phase查找内插滤波器 系数表，实时更新FIR滤波器系数并进行滤波运算，得到采样率为fs的插值后的信号，该内 插滤波方法实现简单，耗费硬件资源少，实用性强。 本专利技术的技术方案是：，包括以下步 骤： 1)根据输入信号的带宽Bw和输入信号的分辨率1/K，生成K组滤波器系数，并将 所述K组滤波器系数保存在新建立的FIR滤波器抽头系数表内；其中，输入信号的分辨率参 数K= 2、L为正整数； 2)根据输入信号的码率Rb和系统时钟频率fs，采用NC0产生1倍数据时钟信号， 所述数据时钟信号的频率Rs=Rb，所述数据时钟信号的时钟相位Phase等于所述NC0累加 值的高L位截取值，即所述时钟相位Phase的取值范围为0~K-1 ;其中，所述NC0的位宽 为Μ且Μ彡L; 3)按照步骤2)产生的1倍数据时钟信号对输入信号进行接收，得到接收信号； 4)根据信号接收时刻的时钟相位Phase的取值，在步骤1)产生的FIR滤波器抽头 系数表中提取FIR滤波器的抽头系数； 5)将步骤4)提取得到的FIR滤波器系数应用于FIR滤波器中，对步骤（3)中得到 的接收信号进行内插滤波处理，得到内插滤波后信号。 在步骤1)中，根据输入信号的带宽Bw和输入信号的分辨率1/K，生成K组滤波器 系数，并将所述K组滤波器系数保存在FIR滤波器抽头系数表内，具体实现过程如下： la)根据输入信号的带宽Bw，生成一组满足所述信号带宽内滤波要求的FIR滤波 器的抽头系数h(η)，其中，η= 1，2,…，N，N为所述FIR滤波器的抽头个数； lb)根据输入信号的分辨率1/K得到K个比例函数，其中，所述第k个比例函数为 伽=Η，k= 1，2,…，Κ，η= 1，2,…，N; lc)对步骤la)得到的FIR滤波器抽头系数h(n)进行N点离散傅里叶变换，得到 FIR滤波器响应函数H(jw) =DFT(h(n))，其中，DFT0代表离散傅里叶变换；所述响应函数 H(jw)的N个值分别为h，h2,…，hn，…，hN; Id)根据步骤lb)得到的K个比例函数和步骤lc)得到的响应函数H(jw)，得到K 个新的响应函数，其中，所述第k个新的响应函数为!Tk(jW)，Wk(jw)的Ν个值分别为 h'nh' 2,…，h'n，…，h'N，其中，h'n=hnXfk(n)，k=l，2，...，K，n=l，2，一，N; le)对步骤Id)得到的K个新的响应函数进行逆傅里叶变换得K组滤波器系数，其 中，所述第k组滤波器系数为Vk (n) =IDFT0Tk (jw))，IDFT代表逆离散傅里叶变换，k =1，2,…，K ; If)将步骤le)中得到Κ组滤波器系数依次存入数据表中，得到FIR滤波器抽头系 数表。 所述FIR滤波器抽头系数表装订在ROM表中。 步骤4)中若所述时钟相位Phase=k-Ι，则在所述FIR滤波器抽头系数表中提取 得到第k组低通FIR滤波器系数h'k(n)，其中，k= 1，2, "·，Κ，η= 1，2, "·，Ν，N为所述 FIR滤波器的抽头个数。 本专利技术与现有技术相比的优点在于： (1)、本专利技术采用分数倍插值滤波器来实现不同速率信号的采样率由信号频率到 系统工作频率的采样率转换，实现结构简单，且可以满足输入信号的连续可变要求，实用性 强。 (2)本专利技术的分数倍插值滤波器由一个横向FIR滤波器和一个装订有滤波器系数 的ROM表组成，在每个系统工作时钟fs周期内，根据量化后的时钟相位phase查找内部滤 波器系数表，实时更新FIR滤波器系数并进行滤波运算，得到采样率为fs的插值后的信号。 该滤波器实现方法简单，所用硬件资源少，可以有效克服现有技术受硬件平台限制、本专利技术 方法中的插值滤波器结构简单、运算量小。 (3)本专利技术中使用的装订滤波器系数的ROM表大小可根据输入信号分辨率的要求 灵活调整，即能满足性能要求，又能节省资源，灵活性强。【附图说明】 图1为本专利技术的内插滤波处理方法的处理流程框图。【具体实施方式】 下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细的描述： 如图1所示的本专利技术处理流程框图所示，本专利技术的任意采样率转换的内插滤波处 理方法，包括以下步骤：(1)、根据输入信号的带宽Bw和输入信号的分辨率1/K，生成K组滤波器系数，并 将所述K组滤波器系数保存在FIR滤波器抽头系数表内；其中，输入信号的分辨率参数K= 2SL为正整数；具体实现步骤如下：(la)、根据信号带宽Bw，生成一组满足所述信号带宽内滤波要求的FIR滤波器的 抽头系数h(η)，所述的滤波要求指对滤波器实现功能、性能的要求；其中，η= 1，2,…，N，N 为所述FIR滤波器的抽头个数； (lb)、根据设定的精度系数K得到K个比例函数，其中，第k个所述比例函数为 細k= 1，2,…，Κ，η= 1，2,…，N;(lc)、对步骤（la)得到的FIR滤波器抽头系数h(η)进行Ν点离散傅里叶变换，得 至IJFIR滤波器响应函数H(jw) =DFT(h(n))，其中，DFT0代表离散傅里叶变换；所述响应函 数H(jw)的N个值分别为卜，h2，…，hn，…，hN; (Id)、根据步骤（lb)得到的K个比例函数和步骤（lc)得到的响应函数H(jw)， 得到K个新的响应函数，其中，第k个所述更新后的响应函数为Wk(jw)，fk(jw)的N 个值分别为h'nh' 2, ···，)!' n, ···，)!'N，其中，h'n=hnXfk(n)，k= 1,2,--,111 = 1，V..，N; (le)、对步骤（Id)得到的K个新的响应函数进行逆傅里叶变换得K组滤波器系 数，其中，第k组所述滤波器系数为Vk(n) =IDFT〇Tk(jw))，IDFT代表逆离散傅里叶变 换，k= 1，2,…，K;(I当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种任意采样率转换的内插滤波处理方法，其特征在于包括以下步骤：1)根据输入信号的带宽Bw和输入信号的分辨率1/K，生成K组滤波器系数，并将所述K组滤波器系数保存在新建立的FIR滤波器抽头系数表内；其中，输入信号的分辨率参数K＝2L，L为正整数；2)根据输入信号的码率Rb和系统时钟频率fs，采用NCO产生1倍数据时钟信号，所述数据时钟信号的频率Rs＝Rb，所述数据时钟信号的时钟相位Phase等于所述NCO累加值的高L位截取值，即所述时钟相位Phase的取值范围为0～K‑1；其中，所述NCO的位宽为M且M≥L；3)按照步骤2)产生的1倍数据时钟信号对输入信号进行接收，得到接收信号；4)根据信号接收时刻的时钟相位Phase的取值，在步骤1)产生的FIR滤波器抽头系数表中提取FIR滤波器的抽头系数；5)将步骤4)提取得到的FIR滤波器系数应用于FIR滤波器中，对步骤(3)中得到的接收信号进行内插滤波处理，得到内插滤波后信号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：罗霞，郑建君，
申请(专利权)人：北京遥测技术研究所，航天长征火箭技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11