数字音频技术(第6版) 127

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　　100数字音频技术（第6版）
　　在数字音频系统的输出端时，它模仿的是理想低通滤波过程，因此提供了对波形的重建。与信号被转换成模拟形式以后再对各个高频镜像进行抑制"的做法不同，数字滤波器在数域，即在D/A转换之前完成了同样的功能。在D/A转换之后，用一个平缓的低阶模拟滤波器移除那些频率非常高的剩余镜像频谱。大多数情况下使用的是有限冲激响应esponse，FR）数字滤波器。过采样技术允许使用复杂度较低的数字滤波器设计。有了过采样以后，额外的采样点数值是通过在原始采样点之间进行内插计算得到的。由于生成出了额外的采样点（可能是2倍、4倍或8倍数量的采样点），输出信号的采样频率要高于输入信般都使用横向滤波器结构，它由一系列延时器、乘法器和加法器构成过采样滤波器要完成双重任务：重采样，并且通过内插来滤波。输入给滤波器的信号f为频率被采样，各个镜像频率以f的各整倍数为中心，如图412所示。重采样从提升采样频率开始。这是通过在原始采样点之间按某一内插比例插入零值采样点来实现的。例如对于4倍过采样，需要为每个原始采样点插入3个零值采样点，如图412C所示。过采样时的采样频率等于内插比率乘以输入的采样频率，但过采样信号的频谱与原始信号相同，如图412D所示。例如，在这种情况下，如果输入的采样频率为48kHz，则过采样频率为19
　　kHz。这个输入数据被
　　截止频率为∫/2的数字滤波器，该滤波器工作在192kHz的等效频率上。虽然原始数据是以48kHz采样的，但在过采样以后，这个信号与那些原本就是以192kHz采样的数据从概念上是没有区别的。经过补零的信号将通过一个数字低通滤波器该滤波器的时域冲激响应如图4.12E所示。该低通滤波器的频域转移函数如图4.12F所示。图4.12E中以过采样频率为频率出现的各个固定的采样点值构成数字横向低通滤波器的
　　各个系数。（经过过采样的）输入采样点与冲激响应的各项系数进行卷积，产生出滤波器的输出。具体地，滤波器的输出是
　　内插的数字
　　如图4.12G所
　　的频谱上有
　　多个镜像，位于更高的过采样频率f的各整倍数处，如图4.12H概括地说，内插用来产生中间过渡的各个采样点。在4倍过采样滤波器中，滤波器为每原始采样点输出四个采样点。但是，为了有实际作用，这些采样点必须根据某一算法进行算。具体地，每个过渡采样点都会乘以一个恰当的sin（x）/x系数，这个系数与该采样点对低通滤波器时域总体冲激响应（见图410B）的贡献大小相对应。这个时域sn（x）/x函数的各零点与各采样时刻精确对齐，除了当前正在被内插的这个采样点以外。因此，每个被内插的采样点都是所有其他输入采样点被sin（）/x函数加权的一个线性组合。这些乘积加总起就产生了输出的经过滤波的采样点。因此，从概念上说，数字滤波器的运算与理想模拟砖墙式滤波器对冲激响应的加总操作是完全对应的。由于基带与边带之间的距离更大，因此平缓的低阶模拟滤波器就能移除各个镜像，并且不会引起相移或其他人造声