[寄存器]CIC梳状滤波器
近期一直在做信号的处理部分的工作，上几篇讲到了多普勒超声波流量计的工作原理以及项目解决方案。这几天，准备优化一下，所以准备使用梳状滤波器(CIC,Cascaded integrator–comb filter)来用作多普勒超声波流量计的回波信号的处理模块。首先给大家介绍一下梳状滤波器的原理：
首先给大家说一下多采样率数字滤波器，从字面意思理解的话，就是具有多个采样速率。像传统的整形滤波FIR滤波器以及IIR滤波器，这两种滤波器只有一个采样速率，而且是固定不变的，这样他们能够使用的信号就有一定的局限性。而有些情况下，被处理信号需要不同速率的采样频率。如果是传统的采样速率转换，就会非常麻烦。举个例子，被测信号是一个正弦模拟信号，AD采样速率是F1，现在我们需要用到采样频率是F2的信号，那么就需要将这个经过F1采样之后进行DA转换，然后再将转换后的模拟信号以F2采样频率进行抽样，这样才得到了采样率为F2的数字信号，完成了采样频率的转换。但是这样不仅仅非常麻烦，而且还有可能造成信号的损伤。所以我们采用新的思想，下边会提到。
多采样速率的数字信号处理系统常常会用到采样速率的转换，如内插和抽取。由傅里叶变换性质可知，信号时域内的抽取会导致频谱周期性平移拓宽，当信号中有高频分量时，可能出现频谱混叠的现象。因此在抗频谱混叠中需要滤波操作，将高频分量滤除。梳状滤波器结构简单，仅有乘、加单元，可以实现多倍速率下抽变换，并且能够滤除高频成分。为了使过渡带陡峭，抑制旁瓣，滤波器的带内容差不宜过大。当扫频的带宽一定时，CIC滤波器常用在采样率下抽的第一级，以满足较大的采样率和较小的下抽因子来降低带内容差。以上就是对梳状滤波器的原理的一个简单介绍。
上图就是我使用Matlab做了一个仿真图，最上边的图九四原始信号的时域波形，首先我对其进行5倍内插，也就是在每两个采样点之间插入4个零值，插入之后送入低通滤波器，就得到了图三所示的波形，对其在进行3倍抽取，即每隔两个点抽取一个点作为新的信号点，可以看出来，整个过程中信号没有发生变化，变化的只有采样率。上述只是我的仿真结果，在实际做出来之后，再给大家更详细的讲解。下图也是仿真结果：
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作者：蒋博1026
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来源：21ic.com
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