分数倍抽样率变换简化系统分析与FPGA实现

"多抽样率数字信号处理及其FPGA实现 - 谢晋强 - 信号与信息处理 - 苏涛导师 - 西安电子科技大学硕士论文" 在现代信号处理领域，多抽样率信号处理是一项核心技术，它在近年来取得了显著的进步并在诸多领域得到了广泛应用。本文主要探讨了多抽样率信号处理的基本理论，特别是从时域和频域的角度深入解析了抽样率变换的原理。抽样率变换通常涉及两个关键步骤：抽取和内插。抽取（Decimation）是降低采样率的过程，而内插（Interpolation）则是提高采样率的方法。 论文首先介绍了多抽样率系统中滤波器设计的重要性。滤波器在信号处理中起到关键作用，能有效改善系统的性能。作者重点研究了积分梳状滤波器（Integral Comb Filter）和半带滤波器（Half-Band Filter），这两种滤波器常用于多抽样率系统中。积分梳状滤波器因其独特的结构，适用于实现抽取操作，而半带滤波器则在低通滤波和内插操作中表现出色。通过结合这些滤波器的特性，作者利用FPGA（Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）技术设计了一个可编程的2-256倍抽取器，以适应不同的抽样率需求。 多相滤波结构在多抽样率信号处理中也有着重要的应用。论文中，作者使用多相结构设计了一个固定倍数的内插器，这种结构可以有效地实现高效率的内插操作，同时保持良好的信号质量。多相滤波器的优势在于它可以将复杂的滤波任务分解为多个简单的子滤波器，从而简化硬件实现并提高计算效率。 最后，论文详细阐述了一款特定型号雷达信号处理机的硬件设计，包括其FPGA实现细节。这部分内容展示了多抽样率信号处理技术如何在实际工程中得以实施，同时也反映了FPGA在高速、实时信号处理中的关键作用。 关键词：多抽样率信号处理，抽取，内插，多相滤波，积分梳状滤波器，半带滤波器 总结来说，这篇硕士论文深入研究了多抽样率信号处理的理论和实践，探讨了关键的滤波器设计与实现，特别是在FPGA上的应用，这对于理解和应用多抽样率技术在实际信号处理系统中有重要参考价值。