近期一直在做信號的處理部分的工作，上幾篇講到了都卜勒超聲波流量計的工作原理以及項目解決方案。這幾天，準備優化一下，所以準備使用梳狀濾波器(CIC,Cascaded integrator–comb filter)來用作都卜勒超聲波流量計的回波信號的處理模塊。首先給大家介紹一下梳狀濾波器的原理：
首先給大家說一下多採樣率數字濾波器，從字面意思理解的話，就是具有多個採樣速率。像傳統的整形濾波FIR濾波器以及IIR濾波器，這兩種濾波器只有一個採樣速率，而且是固定不變的，這樣他們能夠使用的信號就有一定的局限性。而有些情況下，被處理信號需要不同速率的採樣頻率。如果是傳統的採樣速率轉換，就會非常麻煩。舉個例子，被測信號是一個正弦模擬信號，AD採樣速率是F1，現在我們需要用到採樣頻率是F2的信號，那麼就需要將這個經過F1採樣之後進行DA轉換，然後再將轉換後的模擬信號以F2採樣頻率進行抽樣，這樣才得到了採樣率為F2的數位訊號，完成了採樣頻率的轉換。但是這樣不僅僅非常麻煩，而且還有可能造成信號的損傷。所以我們採用新的思想，下邊會提到。
多採樣速率的數位訊號處理系統常常會用到採樣速率的轉換，如內插和抽取。由傅立葉變換性質可知，信號時域內的抽取會導致頻譜周期性平移拓寬，當信號中有高頻分量時，可能出現頻譜混疊的現象。因此在抗頻譜混疊中需要濾波操作，將高頻分量濾除。梳狀濾波器結構簡單，僅有乘、加單元，可以實現多倍速率下抽變換，並且能夠濾除高頻成分。為了使過渡帶陡峭，抑制旁瓣，濾波器的帶內容差不宜過大。當掃頻的帶寬一定時，CIC濾波器常用在採樣率下抽的第一級，以滿足較大的採樣率和較小的下抽因子來降低帶內容差。以上就是對梳狀濾波器的原理的一個簡單介紹。
上圖就是我使用Matlab做了一個仿真圖，最上邊的圖九四原始信號的時域波形，首先我對其進行5倍內插，也就是在每兩個採樣點之間插入4個零值，插入之後送入低通濾波器，就得到了圖三所示的波形，對其在進行3倍抽取，即每隔兩個點抽取一個點作為新的信號點，可以看出來，整個過程中信號沒有發生變化，變化的只有採樣率。上述只是我的仿真結果，在實際做出來之後，再給大家更詳細的講解。下圖也是仿真結果：
原標題：CIC梳狀濾波器
原創作者：蔣博1026
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