Farrow滤波器在采样率转换中的高效实现与特性比较

本文档深入探讨了采样率转换中的Farrow滤波器实现结构，这是一种新颖的硬件设计方法，特别在上采样过程中被广泛应用。Farrow滤波器以其高效性和灵活性著称，它能够实现任意分数延迟，这对于信号处理中的采样率调整至关重要。作者陈彩莲、于宏毅、沈彩耀等人来自信息工程大学信息工程学院，他们在文中详细介绍了Farrow结构的基本原理，包括其工作流程和优点。 Farrow结构的核心在于其基于数字滤波器的设计，它能够通过逐点相加和乘法运算，提供精确的频率响应，从而实现高质量的采样率转换。相比于传统的采样率转换方法，Farrow结构具有更低的计算复杂度，尤其在处理高精度信号时表现出色。它在提升采样率时具有明显的优势，能保持信号完整性，减少失真。 同时，文档还提到了Farrow结构的衍生结构，如改进Farrow结构（Modified Farrow Structure, MFS）和转置Farrow结构（Transposed Farrow Structure, TFS）。这些改进结构旨在进一步优化滤波器性能，例如降低硬件资源需求或者提高抗噪声能力。MFS通常通过调整系数或网络配置来增强特定频率范围内的性能，而TFS可能涉及到滤波器的矩阵变换，以适应不同的应用场景和性能需求。 作者通过仿真实验对比了这些结构，结果显示Farrow结构在保持高效的同时，能够提供更好的灵活性。而TFS在降采样率的情况下表现更佳，显示出其在不同采样率转换任务中的适用性。对于采样率转换工程师而言，理解和掌握Farrow滤波器及其变种结构是提高系统性能和优化资源分配的关键。 此外，文章还提供了该技术在信息工程领域的应用前景，以及可能的未来研究方向，如针对特定应用领域的定制化Farrow结构设计，或者与新型数字信号处理器技术的集成等。这篇论文为采样率转换领域的研究者和实践者提供了深入理解Farrow滤波器实现结构及其改进形式的宝贵参考资料。