对频率采样为20HZ的周期信号采样则最低采样频率采样为多少才能从采样信号恢复原信号?

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题目: 数字信号处理中:采样率、采样最小记录时间的一点直观认识

首先上一幅截圖,来自姚天任的《数字信号处理(第二版)》华科出版社,第92页写的很不错的一本书。

1、文中提到了频率采样分频率采样等于最小記录长度的倒数这个可以这样直观的来认识:假设你采样的数据时长为tp,那么按照上述理论频率采样分辨率是F=1/tp,这是因为你采样的数據只有tp长对于频率采样小于F的信号,它的周期将大于tp也就是说采样的数据根本就没有采完频率采样小于F的信号的一个周期试想:你告诉计算机的只有信号的一个周期中的一部分信息,计算机根本不知道后面这个信号未来如何变化对于计算机来说,由于它未得到整周期的信号它还以为这是一个非周期信号呢!所以它肯定就不能分辨出这些周期大于tp的信号嘛……

2、对于采样率的问题,文中提到为了避免频谱混叠要求采样率fs>2f0,这个可以这样来理解fs>f0的结果是每个周期中采两个或以上的点,也就是说只有保证信号每个周期采两个点才能確定这个信号试想,若你的采样率为fs信号频率采样大于fs的话,那么在信号的一个周期中可能都不会采到一个点你让计算机怎么去判斷它的周期呢?

3、关于最后一个公式(3.93)其实就说明白了一个道理:若你想让频率采样分辨率达到F,那你采样的记录时间就得至少为tp=1/F这样財能保证采完至少一个周期的频率采样为F的信号信息,这是硬性要求不能商量;然后就是采样率的问题,你采样率高了tp时间内的采样點自然就多了,这个很简单吧而且为了保证频率采样不混叠,你就得保证对于信号的最高频率采样成份每个周期至少采两个点因此采樣率至少为fs=2f0,采样率的最小值有了采样的记录时间是硬性要求,下限也有了那么自然就得到了N的下限,即当采样记录时间最小时而采样频率采样也最小时,这个时候采样点是最少的N=tp*fs=2f0/F

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对连续信号进行采样的时候
对于连续信号进行理想采样的时候,为什么信号变成叻周期延拓.为什么原来的信号的频谱会被复制平移,那那个平移不是相当于频谱的频率采样增加.可是进行理想采样的时候到底什么频率采样增加了.这里的频率采样到底代表什么意思.

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从硬件原理来说,采样要A/D转换,转换采用积分电路,积分需要时间,所以,信号被延迟了,至于频率采样增加与否根源不在这里.
是因为积分了吗可是延迟的话,他的频谱是被复制出来的啊不是延迟絀来的啊。
积分电路就是一个对电容充电计时(计脉冲、计“频率采样”)的过程对电容充电是要时间延迟的,计脉冲就是数字化过程频谱就是一串数字信号(脉冲信号),数字化过程已经延迟了得到的数字串(你所称的“频谱”)也就是延迟了的。(这是正解你說的“复制”是为了帮助理解而做的一种描述,没有记忆器件在做这个工作)

参考资料

 

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