Многофазные квадратурный фильтр , или ПКФ , является банком фильтров , который делит входной сигнал на заданном число N ( в основном , мощность 2) равноотстоящих поддиапазонов . Эти поддиапазоны подвергаются субдискретизации с коэффициентом N, поэтому они подвергаются критической выборке . [1]Важное применение многофазных фильтров (типа FIR) касается фильтрации и децимации входных сигналов с большой полосой пропускания (и, следовательно, с высокой частотой дискретизации), например, поступающих от высокоскоростного АЦП, которые не могут напрямую обрабатываться FPGA или некоторыми другими устройствами. случае ASIC тоже. Если интерфейс АЦП плюс ПЛИС / ASIC реализует демультиплексор выборок АЦП в N внутренних регистрах ПЛИС / ASIC, многофазный фильтр преобразует каноническую структуру КИХ-фильтра дециматора в N параллельных ветвях, синхронизированных с частотой 1 / N от тактовой частоты АЦП, что позволяет осуществлять цифровую обработку. когда N = Clock (ADC) / Clock (FPGA).
Эта критическая выборка приводит к наложению имен . Подобно подавлению псевдонима во временной области MDCT, наложение многофазных квадратурных фильтров подавляется соседними поддиапазонами, то есть сигналы обычно сохраняются в двух поддиапазонах.
Обратите внимание, что сигнал в нечетных поддиапазонах хранится с инвертированной частотой .
Фильтры PQF используются в MPEG-1 Audio Layer I и II , Musepack (который был основан на MPEG-1 Layer II), в MPEG-1 Layer III с дополнительным MDCT, в MPEG-4 AAC-SSR для 4-полосного PQF. bank, в MPEG-4 V3 SBR для анализа верхней спектральной реплицируемой полосы и в DTS .
PQF имеет преимущество перед очень похожим многослойным квадратурным зеркальным фильтром (QMF). Задержка и вычислительные затраты намного ниже.
Банк фильтров PQF построен с использованием базового фильтра, который является фильтром нижних частот при fs / 4N. Этот фильтр нижних частот модулируется N косинусоидальными функциями и преобразуется в N полос пропускания с полосой пропускания fs / 2N.
Базовый фильтр нижних частот обычно представляет собой КИХ- фильтр с длиной отводов 10 * N ... 24 * N. Обратите внимание, что также можно создавать фильтры PQF с использованием рекурсивных фильтров IIR .
Вычисление
Возможны разные формулы. Большинство из них основаны на MDCT, но немного изменены.
Рекомендации
- ^ Ротвайлер, J. (апрель 1983). «Полифазные квадратурные фильтры - новый метод кодирования поддиапазонов». ICASSP '83. Международная конференция IEEE по акустике, речи и обработке сигналов . 8 : 1280–1283. DOI : 10.1109 / ICASSP.1983.1172005 .