Спроектируйте фильтр по умолчанию

Создайте dsp.FIRInterpolator объект. Объект использует фильтр lowpass антиобработки изображений после повышающей дискретизации. По умолчанию фильтр lowpass антиобработки изображений создан с использованием designMultirateFIR функция. Функция проектирует фильтр на основе коэффициента интерполяции, который вы задаете, и хранит коэффициенты в Numerator свойство. Для коэффициента интерполяции 2, объект проектирует коэффициенты с помощью designMultirateFIR(2,1).

firinterp = dsp.FIRInterpolator(2)

firinterp = 
  dsp.FIRInterpolator with properties:

    InterpolationFactor: 2
        NumeratorSource: 'Property'
              Numerator: [0 -2.0108e-04 0 7.7408e-04 0 -0.0020 0 0.0045 ... ]

  Show all properties

Визуализируйте ответ фильтра с помощью fvtool. Спроектированный фильтр соответствует идеальным ограничениям фильтра, которые отмечены красным. Частота среза является приблизительно половиной спектра.

fvtool(firinterp)

Интерполируйте 2

Интерполируйте сигнал косинуса на коэффициент 2.

y = firinterp(x);

Постройте исходные и интерполированные сигналы. Для того, чтобы построить два сигнала на том же графике, получите параметры аффинного преобразования времени. Используйте эти параметры, чтобы вычислить выходные шаги расчета. ${\mathit{n}}^{\mathrm{th}}$ выходной шаг расчета равняется $\mathrm{scale}\times \mathit{n}+\mathrm{delay}$. Значения ввода и вывода совпадают любая выборка, из-за коэффициента интерполяции 2.

scale = firinterp.InterpolationFactor;
delay = length(firinterp.Numerator)/2;
nx = (0:length(x)-1);

% Calculate output times for vector y in input units
ty = ((0:length(y)-1)-delay)/scale;

stem(ty,y,'filled',MarkerSize=4); hold on;
stem(nx,x); hold off;
xlim([-5,20])
ylim([-2.5 2.5])
legend('Interpolated by 2','Input signal');

Интерполируйте 4 в автоматическом режиме создания фильтра

Теперь интерполируйте на коэффициент 4. Для создания фильтра, которое будет обновлено автоматически на основе нового коэффициента интерполяции, устанавливает NumeratorSource свойство к 'Auto'. Альтернативно, можно передать ключевое слово 'auto' как вход при создании объекта. Объект затем действует в автоматическом режиме создания фильтра. Каждый раз существует изменение в коэффициенте интерполяции, обновления объекта создание фильтра.

release(firinterp)
firinterp.NumeratorSource = 'Auto';
firinterp.InterpolationFactor = 4

firinterp = 
  dsp.FIRInterpolator with properties:

    InterpolationFactor: 4
        NumeratorSource: 'Auto'
           DesignMethod: 'Kaiser'

  Show all properties

Чтобы получить доступ к коэффициентам фильтра в автоматическом режиме создания фильтра, введите firinterp.Numerator в командной строке MATLAB.

Спроектированный фильтр занимает более узкую полосу пропускания, которая составляет приблизительно четверть спектра.

fvtool(firinterp)

Интерполируйте сигнал косинуса на коэффициент 4.

yAuto = firinterp(x);

Постройте исходные и передискретизируемые сигналы. Повторно вычислите параметры аффинного преобразования времени, поскольку коэффициент интерполяции изменился. Значения ввода и вывода совпадают каждые 4 выходных выборки вследствие коэффициента интерполяции 4.

scale = firinterp.InterpolationFactor;
delay = length(firinterp.Numerator)/2;
nx = (0:length(x)-1);

% Calculate output times for vector yAuto in input units
tyAuto = ((0:length(yAuto)-1)-delay)/scale;

stem(tyAuto,yAuto,'filled',MarkerSize=4); hold on;
stem(nx,x); hold off;
xlim([-5,10])
ylim([-2.5 2.5])
legend('Interpolated by 4','Input signal');

Задайте модель интерполяции сигнала

В режиме автоматического проектирования можно также задать базовую модель интерполяции сигнала D/A через DesignMethod свойство.

Установите DesignMethod к 'linear'

Если вы устанавливаете DesignMethod к 'linear', объект использует модель линейной интерполяции.

release(firinterp)
firinterp.DesignMethod = 'linear'

firinterp = 
  dsp.FIRInterpolator with properties:

    InterpolationFactor: 4
        NumeratorSource: 'Auto'
           DesignMethod: 'Linear'

  Show all properties

Интерполируйте сигнал с помощью модели линейной интерполяции.

ylinear = firinterp(x);

Постройте оригинал и линейно интерполированный сигнал.

scale = firinterp.InterpolationFactor;
delay = (length(firinterp.Numerator)-1)/2;
nx = (0:length(x)-1);

% Calculate output times for vector ylinear in input units
tylinear = ((0:length(ylinear)-1)-delay)/scale;

stem(tylinear,ylinear,'filled',MarkerSize=4); hold on;
stem(nx,x);
hold off;
xlim([0,10])
ylim([-2.5 2.5])
legend('Linear Interpolation by 4','Input signal');

Установите DesignMethod к 'ZOH' и измените InterpolationFactor к 5

Если вы устанавливаете DesignMethod к 'ZOH', использование объекта нулевой порядок содержит метод. Измените коэффициент интерполяции в 5.

release(firinterp)
firinterp.DesignMethod = 'ZOH';
firinterp.InterpolationFactor = 5

firinterp = 
  dsp.FIRInterpolator with properties:

    InterpolationFactor: 5
        NumeratorSource: 'Auto'
           DesignMethod: 'ZOH'

  Show all properties

Интерполируйте сигнал с помощью нулевого порядка, содержат метод.

yzoh = firinterp(x);

Постройте оригинал и ZOH интерполированный сигнал.

scale = firinterp.InterpolationFactor;
delay = floor((length(firinterp.Numerator)-1)/2);
nx = (0:length(x)-1);

% Calculate output times for vector yzoh in input units
tyzoh = ((0:length(yzoh)-1)-delay)/scale;

stem(tyzoh,yzoh,'filled',MarkerSize=4); hold on;
stem(nx,x); hold off;
xlim([0,10])
ylim([-1.5 1.5])
legend('ZOH Interpolation by 4','Input signal');