簡(jiǎn)單說,它就是兩條并行的數(shù)字信號(hào)處理通路,在不同環(huán)節(jié)用不一樣的采樣速率處理信號(hào),同時(shí)完成濾波、降速或提速,還能保證兩路信號(hào)同步、不混疊、不失真。
1.什么是“雙通道”
就是同時(shí)處理兩路獨(dú)立信號(hào),比如:
通信里的I、Q兩路正交信號(hào)
測(cè)量設(shè)備的兩個(gè)通道采集
左右聲道音頻
兩路結(jié)構(gòu)完全一樣,同步運(yùn)行,不會(huì)出現(xiàn)一路快一路慢。
2.什么是“多速率”
整個(gè)系統(tǒng)里不是只有一種采樣率,而是:
輸入端可能是高速率(比如ADC采進(jìn)來的高頻信號(hào))
中間處理時(shí)降采樣(速率變低,減少計(jì)算量)
輸出時(shí)如果需要,再升采樣回到高速率
多速率就是在一條鏈路里,先高速、再低速、必要時(shí)再變回高速。
3.整體工作流程(最核心)
(1)信號(hào)進(jìn)入雙通道
兩路信號(hào)同時(shí)進(jìn)來,采樣率相同,速率比較高。
(2)抗混疊濾波+抽?。ń邓伲?/div>
因?yàn)樾盘?hào)里往往有多余高頻,直接降速會(huì)混疊失真,所以:
先通過低通濾波器把不需要的高頻切掉
再進(jìn)行抽?。好扛魩讉€(gè)點(diǎn)只保留一個(gè)點(diǎn),采樣率直接降低
這樣處理后,數(shù)據(jù)量變少,后續(xù)運(yùn)算壓力大幅下降,兩路仍然保持同步。
(3)低速下做真正的濾波處理
降到低速率后,再用濾波器做:
選通需要的頻段
降噪
平滑
提取特征
因?yàn)樗俾实停?jì)算量小很多,硬件更容易實(shí)現(xiàn)。
(4)如需輸出高速信號(hào):內(nèi)插+抗鏡像濾波
如果后面要接DAC或高速系統(tǒng),就需要把速率升回去:
先內(nèi)插:在數(shù)據(jù)點(diǎn)之間補(bǔ)零,把采樣率提上去
再用濾波器把補(bǔ)零產(chǎn)生的鏡像高頻去掉,恢復(fù)平滑波形
兩路同樣同步完成。
(5)雙通道保持嚴(yán)格同步
兩條通路的濾波延遲、速率轉(zhuǎn)換時(shí)刻完全一致,保證相位關(guān)系不變,這在通信、雷達(dá)、測(cè)量里非常關(guān)鍵。
4.為什么要用“多速率+雙通道”這種結(jié)構(gòu)
運(yùn)算量?。翰辉谧罡咚俾噬献鰪?fù)雜濾波,只在低速段算
抗混疊、抗鏡像效果好:速率轉(zhuǎn)換前后都有專門濾波
兩路信號(hào)相位一致、時(shí)延匹配
節(jié)省硬件資源:FPGA/DSP可以用更少資源跑更高性能
可以實(shí)現(xiàn)子帶分解:一路處理低頻、一路處理高頻,互不干擾
5.一句話總結(jié)
多速率數(shù)字雙通道濾波器,就是兩條并行、同步的信號(hào)通路,通過先濾波再降速、低速處理、必要時(shí)再升速濾波的方式,在減少計(jì)算量的同時(shí),完成對(duì)兩路信號(hào)的濾波、速率轉(zhuǎn)換和無失真?zhèn)鬏敗?/div>