Filtro de cuadratura polifásico
 | Este artículo puede resultar demasiado técnico para la mayoría de los lectores . ( Enero de 2018 ) |
Un filtro de cuadratura polifásico , o PQF , es un banco de filtros que divide una señal de entrada en un número dado N (en su mayoría una potencia de 2) de subbandas equidistantes . Un factor de N submuestrea estas subbandas, por lo que se muestrean críticamente . [ 1] Una aplicación importante de los filtros polifásicos (de tipo FIR) se refiere al filtrado y diezmado de señales de entrada de banda grande (y por lo tanto de alta frecuencia de muestreo), por ejemplo, provenientes de un ADC de alta velocidad, que no pueden ser procesadas directamente por un FPGA o en algunos casos tampoco por un ASIC. Supongamos que la interfaz ADC más FPGA/ASIC implementa un demultiplexor de las muestras del ADC en N registros internos del FPGA/ASIC. En ese caso, el filtro polifásico transforma la estructura canónica del filtro FIR del decimador en N ramas paralelas sincronizadas a 1/N del reloj del ADC, lo que permite el procesamiento digital cuando N=Reloj(ADC)/Reloj(FPGA).
Este muestreo crítico introduce el aliasing . De manera similar a la cancelación de aliasing en el dominio del tiempo de MDCT , el aliasing de los filtros de cuadratura polifásica se cancela por las subbandas vecinas, es decir, las señales se almacenan típicamente en dos subbandas.
Tenga en cuenta que la señal en subbandas impares se almacena con la frecuencia invertida.
Los filtros PQF se utilizan en MPEG-1 Audio Layer I y II , Musepack (que se basaba en MPEG-1 Layer II), en MPEG-1 Layer III con un MDCT adicional, en MPEG-4 AAC-SSR para el banco PQF de 4 bandas, en MPEG-4 V3 SBR para el análisis de la banda replicada espectral superior y en DTS .
El PQF tiene una ventaja sobre el filtro de espejo en cuadratura apilado (QMF), que es muy similar: el retraso y el esfuerzo computacional son mucho menores.
Un banco de filtros PQF se construye utilizando un filtro base, que es un filtro de paso bajo en fs/4N. Este filtro de paso bajo se modula mediante N funciones coseno y se convierte en N filtros de paso de banda con un ancho de banda de fs/2N.
El filtro de paso bajo básico es típicamente un filtro FIR con una longitud de 10*N... 24*N tomas. Tenga en cuenta que también es posible construir filtros PQF utilizando filtros IIR recursivos .
Cálculo
Existen diferentes fórmulas posibles. La mayoría de ellas se basan en la MDCT, pero con ligeras modificaciones.
Referencias
- ^ Rothweiler, J. (abril de 1983). "Filtros de cuadratura polifásica: una nueva técnica de codificación de subbandas". ICASSP '83. IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing . Vol. 8. págs. 1280–1283. doi :10.1109/ICASSP.1983.1172005.
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