Un filtro de cuadratura polifásico , o PQF , es un banco de filtros que divide una señal de entrada en un número dado N (principalmente una potencia de 2) de subbandas equidistantes . Estas sub-bandas están submuestreadas por un factor de N, 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 tan alta frecuencia de muestreo), por ejemplo, provenientes de un ADC de alta velocidad, que no puede ser procesada directamente por un FPGA o en algunos caso por un ASIC tampoco. Si la interfaz ADC más FPGA / ASIC implementa un demultiplexor de las muestras ADC en N registros FPGA / ASIC internos, el filtro polifásico transforma la estructura canónica del filtro FIR del decimador en N ramas paralelas sincronizadas a 1 / N del reloj ADC, permitiendo el procesamiento digital cuando N = Reloj (ADC) / Reloj (FPGA).
Este muestreo crítico introduce el alias . De manera similar a la cancelación de alias en el dominio del tiempo de MDCT, las subbandas vecinas cancelan el alias de los filtros en cuadratura polifásicos, es decir, las señales se almacenan típicamente en dos subbandas.
Tenga en cuenta que la señal en subbandas impares se almacena en frecuencia invertida .
Los filtros PQF se utilizan en MPEG-1 Audio Layer I y II , Musepack (que se basó en MPEG-1 layer II), en MPEG-1 Layer III con una MDCT adicional, en MPEG-4 AAC-SSR para PQF de 4 bandas banco, en MPEG-4 V3 SBR para el análisis de la banda espectral superior replicada, y en DTS .
PQF tiene una ventaja sobre el filtro de espejo en cuadratura apilado (QMF) muy similar . La demora y el esfuerzo computacional son mucho menores.
Un banco de filtros PQF se construye utilizando un filtro base, que es un paso bajo en fs / 4N. Este paso bajo se modula mediante N funciones de coseno y se convierte en N pasos de banda con un ancho de banda de fs / 2N.
El paso bajo de la base es típicamente un filtro FIR con una longitud de 10 * N ... 24 * N tomas. Tenga en cuenta que también es posible crear filtros PQF utilizando filtros IIR recursivos .
Cálculo
Hay diferentes fórmulas posibles. La mayoría de ellos se basan en la TCMD, pero están ligeramente modificados.
Referencias
- ^ Rothweiler, J. (abril de 1983). "Filtros de cuadratura polifásica: una nueva técnica de codificación de subbanda". ICASSP '83. Conferencia internacional IEEE sobre acústica, habla y procesamiento de señales . 8 : 1280-1283. doi : 10.1109 / ICASSP.1983.1172005 .