1 信号内插0

% // 程序功能说明：
% // 1、用100M的系统钟产生10M的点频信号RtI（一个周期采10个点）
% // 2、对RtI进行2倍内插，一个点插1个0
% // 3、低通滤波器滤波，保留10M的信号%% 结论：内插过滤波后，会使得信号的幅度降低。
%        如果内插的是0，那么内插2倍信号幅度变为原来的1/2。
%        理由：从能量守恒定理考虑close all;
clear all;
clc;%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%           参数定义
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
Quantify_bit=16;   % 希尔伯特滤波器量化位数 16位
fs=100e6;          % 采样频率  以内插后的信号频率为准
COUNT=1000;
t=0:1/fs:(COUNT-1)/fs;
fc=10e6;
st=cos(2*pi*fc*t);  % 原始信号
fs_200M=2*fs;       % 三倍内插figure(1)
subplot(211);plot(st);
title('原始信号');
subplot(212);
f=(0:COUNT-1)*fs/COUNT-fs/2;
plot(f/1e6,abs(fftshift(fft(st)))/length(st));
xlabel('频率/MHz');ylabel('幅度')
title('信号频谱');%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%               2倍 内插
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
for p=1:2*COUNTif(mod(p,2)==1)st_inter(p)=st((p+1)/2);elsest_inter(p)=0;end
endfigure(2)
subplot(211);
plot(st_inter);L_inter=length(st_inter);
f=(0:L_inter-1)*fs_200M/L_inter-fs_200M/2;
subplot(212);
plot(f/1e6,abs(fftshift(fft(st_inter)))/L_inter);
xlabel('频率/MHz');ylabel('幅度')
title('内插后的信号');%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%            低通滤波器
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%LOW_PASS Returns a discrete-time filter object.% MATLAB Code
% Generated by MATLAB(R) 9.5 and Signal Processing Toolbox 8.1.
% Generated on: 26-Mar-2022 21:53:46% FIR Window Lowpass filter designed using the FIR1 function.% All frequency values are in MHz.
Fs = 200;  % Sampling FrequencyFpass = 11;              % Passband Frequency
Fstop = 20;              % Stopband Frequency
Dpass = 0.057501127785;  % Passband Ripple
Dstop = 0.001;           % Stopband Attenuation
flag  = 'scale';         % Sampling Flag% Calculate the order from the parameters using KAISERORD.
[N,Wn,BETA,TYPE] = kaiserord([Fpass Fstop]/(Fs/2), [1 0], [Dstop Dpass]);% Calculate the coefficients using the FIR1 function.
b  = fir1(N, Wn, TYPE, kaiser(N+1, BETA), flag);figure(3)
f=(0:length(b)-1)*Fs/(length(b))-Fs/2;
plot(f,abs(fftshift(fft(b))));
xlabel('频率/MHz');ylabel('幅度')
title('低通滤波器');L=length(b);%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%      导出滤波器的数据
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
fid=fopen('low_pass.coe','w');  % 实部
[h_data]= coe_generate(fid,Quantify_bit,L,b);y2=conv(b,st_inter);
y2_end=y2(round(L/2):1:end-round(L/2));
figure(4);
subplot(211);plot(y2_end);L_y2_end=length(y2_end);
f=(0:L_y2_end-1)*fs_200M/L_y2_end-fs_200M/2;
subplot(212);
plot(f/1e6,abs(fftshift(fft(y2_end)))/L_y2_end);
xlabel('频率/MHz');ylabel('幅度')
title('内插后的信号过低通滤波器');

2信号内插输入信号（零阶保持滤波）

% // 程序功能说明：
% // 1、用100M的系统钟产生10M的点频信号RtI（一个周期采10个点）
% // 2、对RtI进行2倍内插，一个点插1个上一时刻的原来的输入信号
% // 3、低通滤波器滤波，保留10M的信号%% 结论：内插过滤波后，会使得信号的幅度降低。
%        如果内插的是原来的输入信号，那么内插2倍，信号幅度不变。
%        理由：从能量守恒定理考虑close all;
clear all;
clc;%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%           参数定义
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
Quantify_bit=16;   % 希尔伯特滤波器量化位数 16位
fs=100e6;          % 采样频率  以内插后的信号频率为准
COUNT=1000;
t=0:1/fs:(COUNT-1)/fs;
fc=10e6;
st=cos(2*pi*fc*t);  % 原始信号
fs_200M=2*fs;       % 三倍内插figure(1)
subplot(211);plot(st);
title('原始信号');
subplot(212);
f=(0:COUNT-1)*fs/COUNT-fs/2;
plot(f/1e6,abs(fftshift(fft(st)))/length(st));
xlabel('频率/MHz');ylabel('幅度')
title('信号频谱');%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%               2倍 内插
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
st1=[st;st];
st_inter=reshape(st1,[1 COUNT*2]);% 相当于零阶保持滤波器figure(2)
subplot(211);
plot(st_inter);L_inter=length(st_inter);
f=(0:L_inter-1)*fs_200M/L_inter-fs_200M/2;
subplot(212);
plot(f/1e6,abs(fftshift(fft(st_inter)))/L_inter);
xlabel('频率/MHz');ylabel('幅度')
title('内插后的信号');%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%            低通滤波器
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%LOW_PASS Returns a discrete-time filter object.% MATLAB Code
% Generated by MATLAB(R) 9.5 and Signal Processing Toolbox 8.1.
% Generated on: 26-Mar-2022 21:53:46% FIR Window Lowpass filter designed using the FIR1 function.% All frequency values are in MHz.
Fs = 200;  % Sampling FrequencyFpass = 11;              % Passband Frequency
Fstop = 20;              % Stopband Frequency
Dpass = 0.057501127785;  % Passband Ripple
Dstop = 0.001;           % Stopband Attenuation
flag  = 'scale';         % Sampling Flag% Calculate the order from the parameters using KAISERORD.
[N,Wn,BETA,TYPE] = kaiserord([Fpass Fstop]/(Fs/2), [1 0], [Dstop Dpass]);% Calculate the coefficients using the FIR1 function.
b  = fir1(N, Wn, TYPE, kaiser(N+1, BETA), flag);figure(3)
f=(0:length(b)-1)*Fs/(length(b))-Fs/2;
plot(f,abs(fftshift(fft(b))));
xlabel('频率/MHz');ylabel('幅度')
title('低通滤波器');L=length(b);%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%      导出滤波器的数据
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
fid=fopen('low_pass.coe','w');  % 实部
[h_data]= coe_generate(fid,Quantify_bit,L,b);y2=conv(b,st_inter);
y2_end=y2(round(L/2):1:end-round(L/2));
figure(4);
subplot(211);plot(y2_end);L_y2_end=length(y2_end);
f=(0:L_y2_end-1)*fs_200M/L_y2_end-fs_200M/2;
subplot(212);
plot(f/1e6,abs(fftshift(fft(y2_end)))/L_y2_end);
xlabel('频率/MHz');ylabel('幅度')
title('内插后的信号过低通滤波器');

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