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# DownSample

通过采样因子对输入信号进行降采样

库： Sysblock / SingalAttributes

# 描述

DownSample 模块通过删除样本降低输入信号的采样率。当模块执行基于帧的处理时，它会独立地对输入矩阵每列中的数据进行重采样。当模块执行基于样本的处理时，它将输入的每个元素视为一个单独的通道，并在时间上对输入数组的每个通道进行重采样。重采样后的采样率是输入采样率的 1/M，其中 M 是下采样因子的值。DownSample 模块通过在每个输出样本之后丢弃连续的 M–1 个样本来对输入进行重采样。

当您将速率选项参数设置为“强制单采样”时，此模块支持触发子系统。

# 示例

参考模型示例

DownSample.mo
。

# 示例说明

  • SineWave 模块：生成一个正弦波信号；
  • DownSample 模块：对输入信号进行降采样。降采样因子示例中设置为 3，表示每个输出样本之间丢弃 2 个样本；
  • Scope 模块：显示输入信号的波形。

# 仿真结果

  • 原始正弦波信号：由 SineWave 模块生成的正弦波信号；
  • 降采样后的信号：经过 DownSample 模块降采样后的信号，采样率降低为原来的 1/3。

# 端口

# 输入

u — 数据输入
列向量 | 矩阵 | N 维数组

指定要降低采样率的输入数据，可以是列向量或矩阵。

当您将输入信号处理方法参数设置为“基于样本”时，输入可以是 N 维数组。基于采样的处理将每个元素视为一个独立的通道。

当您将输入信号处理方法设置为“基于帧”并且速率选项设置为“强制单采样”时，模块支持可变大小的输入信号，因此在仿真过程中，帧长度（行数）和通道数（列数）可以发生变化。当模块接受可变大小的输入信号时，它们可以具有任意的帧长度，即输入帧长度不一定是降采样因子的倍数。当指定固定大小的信号时，在某些条件下，帧长度可以是任意的。

数据类型： float | double | int8 | int16 | int32 | uint8 | uint16 | uint32 | fixedPoint

# 输出

y — 下采样输出
列向量 | 矩阵

采样率降低为输入采样率的 1/M 倍的下采样输出，以列向量或矩阵的形式返回。

当您将 速率选项 设置为：

  • 强制单采样 –– 该模块保持输入采样率，并通过将输出帧大小减少 M 倍来对信号进行下采样；
  • 允许多重采样 –– 该模块对信号进行下采样，使输出采样率比输入采样率慢 M 倍，输出帧大小与输入帧大小相同。

数据类型： float | double | int8 | int16 | int32 | uint8 | uint16 | uint32 | fixedPoint

# 参数

采样因子（M） — 下采样因子
2 （默认） | 正整数

用于降低输入采样率的整数因子 M。

采样偏移量（0 to M−1）— 采样偏移量
0 （默认）| 整数

样本偏移参数会将输出样本延迟整数个样本周期，D，其中 0 ≤ D ≤ (M–1)，以便可以选择 M 种可能的输出相位中的任意一种。例如，当您以 4 为因子对序列 1, 2, 3, ... 进行下采样时，您可以选择四种相位之一。

输入序列 样品偏移量 D 输出序列 （M = 4）
1,2,3,... 0 1,5,9,13,17,21,25,29,...
1,2,3,... 1 0,2,6,10,14,18,22,26,...
1,2,3,... 2 0,3,7,11,15,19,23,27,...
1,2,3,... 3 0,4,8,12,16,20,24,28,...

表中最后三个输出序列中的初始零是初始条件参数设置为其默认值 0 所致。

输入信号处理方法 — 元素或列作为通道的处理方法
基于采样（默认） | 基于帧

指定输入处理的方法：

  • 元素作为通道（基于采样） –– 当您将输入处理参数设置为“元素作为通道（基于采样）”时，输入可以是 N 维数组。下采样模块会将输入的每个元素视为一个单独的通道，并随时间对输入的每个通道进行重采样。模块通过在传递每个样本到输出后丢弃 M–1 个样本来对输入数组进行下采样。下采样模块的输入和输出大小是相同的。

  • 列作为通道（基于帧） –– 当您将输入处理参数设置为“列作为通道（基于帧）”时，模块会将每个输入列视为包含 Pi 个连续时间样本的独立通道。模块通过在输出每一行后丢弃输入矩阵的 M–1 行来独立地下采样每个通道。

速率选项 — 强制单采样或允许多重采样
强制单采样 （默认） | 允许多重采样

指定模块如何调整输出速率以适应样本数量的减少。您可以选择以下选项之一。这些选项的行为取决于“输入处理”参数是设置为“元素作为通道（基于样本）”（基于样本的处理模式）还是“列作为通道（基于帧）”（基于帧的处理模式）。

元素作为通道（基于采样）

  • 强制单采样
    模块通过在输出处重复每个第 M 个输入样本 M 次，强制输出采样率与输入采样率匹配。
  • 允许多重采样
    输出的采样周期是输入采样周期的 M 倍。

列作为通道（基于帧）

  • 强制单采样
    模块使用比输入小的比例帧大小，在较慢的下采样速率下生成输出。
  • 允许多重采样
    模块通过在输出端口使用比输入端口长的比例帧周期，在较慢的下采样速率下生成输出。对于 M 倍下采样，输出帧周期是输入帧周期的 M 倍，但输入和输出帧大小相等。
初始条件 — 初始值
0 （默认） | 实数标量 | 数组

用于非零延迟情况下的初始模块值。您可以指定一个标量或与输入大小相同的数组。

# 版本历史记录

  • 在 2025a 推出

# 限制信息

  1. 暂无降采样因子的输入端口，单支持对话框配置降采样因子；
  2. 暂不支持开启或关闭允许固定大小输入信号的任意帧长度功能；
  3. 输入和输出端口暂不支持 int64、uint64 和 boolean 的数据类型。