摘 要
全球信息化是 21 世纪世界信息技术发展的主要趋势，在大部分通信工程技术 领域都会涉及到数字信号处理问题。在实际的数字信号处理系统中，有时需要不同 的音频信号采样率，因为系统中各处信号传输需要不同的采样率，以利于数字信号的处理、编码、传输和存储，有时则是为了节省工作量，所以音频信号采样率转换技术就是在这种背景下发展起来的。例如数字电话系统中，传输的信号既有语音信号，又有传真信号，甚至有视频信号，这些信号的频率成分相差甚远。所以，系统应具有多种采样率，并根据所传输的信号自动完成采样率的转换，因此研究采样率转换的实现方法非常有必要。 本文首先介绍了音频信号采样率转换技术的相关理论与发展趋势，然后介绍了采样率转换器的设计方法和思路并给出最优设计方案和程序。最后运用 MATLAB2010 作为程序设计工具，将基本理论和程序相结合以现实信号采样率的转换。
关键词：采样率转换，抽取，内插
Abstract
Global information is the main trend of world information technology development in 21st century, the problem of digital signal processing will be involved most fields of communication engineering technolo
gy. In the actual digital signal processing system need different sampling rate in some times, because system requires a different sampling rate in some places, that favors the signal processing, coding, transfer and storage, sometimes sampling rate conversion technology is developed in this context in order to save computing workload. Taking the digital telephone system as example, signal transmission includes voice signal，fax signal, even the video signal, but the signal’s frequency components are different totally. So, the system should have multiple sampling rates, and according to the transmission signal, complete sampling rate conversion automatically. Therefore, discussing the implementation of sample rate conversion method is necessary.
床垫钢丝Firstly, the related theory of sampling rate conversion technologies and development trend are introduced in this paper. And then the design method of sampling rate converter is described. Finally, using the MATLAB2010 as programming tool, combination of basic theory and programming the signal sampling rate conversion have been achieved.
Key words: Sample rate conversion, extraction, interpolation
目 录
第一章 前 言 (1)
1.1数字信号处理技术的发展 (1)
1.2数字信号处理技术的应用 (2)
1.2.1数字信号处理在语音信号处理中的应用 (2)
1.2.2 数字信号处理在图像信号处理中的应用 (2)
1.3采样率转换技术的发展 (2)
1.4 采样率转换技术的应用 (3)
1.4.1 采样率转换技术在数字信号处理中的应用 (3)
1.4.2采样率转换技术在数字图像处理中的应用 (4)
第二章 采样率转换技术的基础原理 (5)
2.1信号的抽取 (5)
2.2信号的内插 (5)
2.3 信号的采样率按非整数倍变化 (5)
第三章 设计工具的选择和设计环境 (7)
3.1设计工具的选择 (7)
3.1.1 MATLAB 工具介绍 (7)
3.1.2 MATLAB 功能和特点 (7)
3.2设计环境 (8)
第四章 设计程序的方案选择 (9)
4.1设计程序的基本思想 (9)
4.1.1抽取处理的设计思想 (9)
4.1.2 内插处理的设计思想 (9)沼气发酵罐
4.1.3 非整数采样率转换的设计思想 (10)
4.2设计程序的方案和选择 (11)
4.3 程序设计的流程图 (11)
第五章 采样率转换器的程序实现 (14)
5.1程序仿真实现的函数介绍 (14)
5.1.1抽取函数 Decimate (14)
空气净化风扇5.1.2 内插函数 interp (14)
5.1.3非整数转化函数 resample (15)
5.2 Guide 环境设计 (16)
5.3对音频信号采样率转换的程序实现与程序源代码 (21)
5.3.1 对音频信号抽取处理的程序源代码 (22)
5.3.2对音频信号内插处理的程序源代码 (23)
5.3.3对音频信号非整数采样率转换处理的程序源代码 (24)
第 六 章 结 论 (28)
参 考 文 献 (29)
致 谢 (30)
附 录 (31)
声 明 (35)
音频信号采样率转换器的设计与实现伸缩装置
第一章 前 言
1.1数字信号处理技术的发展
数字信号处理 (Digital Signal Processing, DSP) 是研究用数字方法对信号进行分析、变换、滤波、检测、调制、解调以及快速算法的一门技术学科。数字信号处理主要是研究有关数字滤波技术、离散变换快速算法和谱分析方法。随着数字电路与系统技术以及计算机技术的发展，数字信号处理技术也相
应地得到发展，其应用领域十分广泛。
数字信号处理技术与模拟信号处理相比，具有以下优点：(1) 数字信号处理的动态范围大，比模拟信号大几十倍的动态范围，因而有更高的精度。(2)数字信号处理技术仅受量化误差和有限字长的影响，处理过程不产生其它噪音，具有更高的信 噪比。(3)具有高度灵活性，能够快速处理、缓存和重组数据，可以时分多用、并行处理，还可以灵活地改变系统参量和工作方式。(4)具有极好的重现性、可靠性和预见性。
(5)算法具有直接的可实现性。(6)可以对白噪音、非平干扰和多经干扰进行 相应得最佳处理[1][2]。
数字信号处理技术的发展经历了三个阶段。
70 年代数字信号处理是基于数字滤波和快速傅里叶变换的经典数字信号处理其系统由分立的小规模集成电路组成，或在通用计算机上编程来实现数字信号处理的处理功能，当时受到计算机速度和存储量的限制，一般只能脱机处理，主要在医疗电子、生物电子、应用地球物理等低频信号处理方面获得应用。
80 年代数字信号处理有了快速发展，理论和技术进入到以快速傅里叶变换（FFT）为主体的现代信号处理阶段，出现了有可编程能力的通用数字信号处理芯片，例如美国德州仪器公司（T1 公司）的 TM
短程蒸馏器
降压散S32010 芯片，在全世界推广应用，在雷达、语音通信、地震等领域获得应用，但芯片价格较贵，还不能进入消费领域应用。
90 年代数字信号处理技术的发展十分惊人，理论和技术发展到以非线性谱估计为代表的更先进的信号处理阶段，能够用高速的数字信号处理处理技术提取更深层的信息，硬件采用更高速的数字信号处理芯片，能实时地完成巨大的计算量，以 T1 公司推出的 TMS320C6X 芯片为例，片内有两个高速乘法器、6 个加法器，能以 200MHZ 频率完成 8 段 32 位指令操作，每秒可以完成 16 亿次操作，并且利用成熟的微电子工艺批量生产，使单个芯片成本得以降低。并推出了 C2X、C3X、 C5X、C6X 不同应用范围的系列，是新一代的 DSP 芯片在移动通信、数字电视和消费电子领域得到广泛应用，数字化的产品性能价格得到很大提高，占有巨大的市场。
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