C++实现Cascaded Integrator Comb(CIC)滤波器

本文介绍了一种适用于Android平台的CIC滤波器实现方案,用于处理48kHz采样率的音频信号并将其降频至3kHz。通过使用CIC滤波器,可以在不需要乘法器的情况下实现高效的低通滤波和采样率转换。

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笔者最近在做音频处理相关的项目,要实现在Android手机上将48k采样的音频信号降频到基带并且低通滤波,继而分析其相位。

由于需要实时反馈计算结果,48k采样的数据速率太大,手机的计算能力有限,故而需要把数据速率降低(到3k),同时实现低通滤波,故而需要CIC滤波器。

不同于一般的FIR滤波器需要乘法器,CIC滤波器实现简单,只用加法器、减法器和寄存器就可以执行采样率转换和低通滤波,并且具有线性相位的响应,很适合于高速采样信号的预处理。

单级CIC的结构:


其频率响应:


单级CIC的旁瓣衰减只有13.46dB,因此需要多级级联以降低旁瓣。

多级CIC的实现结构:


其中I为积分器:


C为梳状部分:


中间进行R抽样,积分部分工作在Fs频率下,梳状部分工作在Fs/R频率下。


多级CIC滤波器的参数:

R:抽取系数;M:时延系数; N:级数


由于Github上没有单独用C++实现CIC滤波器的代码,笔者就简单实现了该滤波器,分享在这里供大家参考。代码请移步:https://github.com/EsonJohn/CIC-filter

如果发现bug,请不吝赐教(zhangyibupt@163.com)

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