周期采样小结

周期采样小结

1.假频:频域信号二意性

1. 何为假频?

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相同的采样点,可理解为不同的波形

2.数学语言解释:

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t = nts  (ts为采样时间间隔)

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wps_clip_image-10083

wps_clip_image-1047(k为整数)

X(n)不仅代表 wps_clip_image-4436的正弦波,同时也可理解为代表wps_clip_image-29826的正弦波,(即这两者采样没有区别)

因此产生了假频

例如:时域图wps_clip_image-2933wps_clip_image-8599

频域图wps_clip_image-14575当为6K采样频率采样 假设要采7k的信号7K会产生1K···的假频 同样4k 会产生-2K····的假频(这里出现的负频率在后面讨论)

wps_clip_image-26011按采样频率倍数出现假频

2. 采样——低通信号

1.低通信号频谱:

wps_clip_image-18353

采样后频谱(其实应为离散点):(假频 周期重复)wps_clip_image-26771

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采样频率过小产生谱的混叠

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混叠处的信息被破坏

可见 要不产生混叠,Fs>=2B  (Fs为谱重复周期) wps_clip_image-27704

出现噪声:即使Fs>=2B 噪声与原始信号混叠

wps_clip_image-5749

解决方法:在采样前加低通滤波器

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3.  采样——带通信号

1.带通信号谱 :(载波频率为fc集谱的中心频率);(以-fc为中心的信号,负频率部分是正频率部分的镜像 这是实信号谱的特征)

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2.采样频率:

按前面的理解fs需要>2B,但其实不用:

将采样导致的谱重复用于对我们有用的地方:

wps_clip_image-16332采样后重复的谱在0HZ处对接

为了防止混叠fs任然有一定的约束:

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*当fs不小于2B,m可为任意整数值)

*当m为一个确定值时 fs只有在上图三种情况下不会发生频率混叠(a,c为临界状态C为中间值)

数学定量表示:wps_clip_image-6254(且fs>2B)

这里有个最佳采样频率的定义:即在0HZ处谱对接的频率 注意fs的约束要>2B.

Ex: wps_clip_image-17311

R为最高频率成分对带宽进行归一:

wps_clip_image-9699

wps_clip_image-7168

wps_clip_image-18844 wps_clip_image-7392wps_clip_image-11002

可允许带通采样区间为非阴影区

4. 硬件不理想不能完全滤除噪声谱如

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为使噪声谱在采样后不影响原信号 即不发生混叠

为啦补偿不理想硬件采样频率有个典型的操作:

wps_clip_image-23161 wps_clip_image-2070

其结果为:wps_clip_image-11052仅在保护带内 有假频出现

5. 带通采样谱的倒置

wps_clip_image-15508与(-1)n次相乘

原文地址:https://www.cnblogs.com/sleepy/p/2112146.html