2011-11-01 61 views
0

是否有任何公式来计算不良采样信号的频率(或多个频率)?对频率公式中不良采样的影响

例如,在25Khz或10Khz采样时,F = 22Khz的模拟信号的输出是多少?

编辑:

在这个例子中,所采样的信号(在右侧)具有不同的频率比原来的一个,因为它是不好的采样(Fs是大于2 * F次要)

我的问题是:是否有任何公式知道这个20kHz信号的频率是多少,采样频率为30kHz?

+0

@PaulR:我认为,即使OP的问题没有很好地表达出来,但它在所提供的示例(频率)的上下文中确实是有意义的。 [this](http://en.wikipedia.org/wiki/Undersampling)说明这可能是一个好的情况。 –

+0

基本上,您的奈奎斯特频率以上的频谱通过镜像在奈奎斯特频率折回。 –

回答

2

除非信号的带宽小于采样率的一半,否则在采样过程中会丢失信息,并且一般由于aliasing而不能区分频率。

请参阅Undersampling了解有关采样速率低于最大信号频率两倍的更多详细信息。

有没有简单的公式可以给你一个信号的频谱内容或主频率。一般来说,您需要计算采样信号的Discrete Fourier Transform以找出结果。如果您对是否存在特定频率或其强度感兴趣,则可以按该频率计算DFT。 Goertzel algorithm可以是一个选项。

编辑:在频率f这种信号使得f 样品/2 < = F <˚F样品将别名F * = F 样品 - 女,因此具有20KHz的正弦波在30KHz的采样将显示为10KHz的正弦波。
通常可以在采样信号中观察到高于f 样本/2的频率,但是它们的频率是不明确的。也就是说,具有频率f的频率分量不能从其它组件与频率N *区分˚F样品/2 + F和N * F 样品/2 - f表示非零整数N.这种模糊被称为混叠*

+0

是否有该公式的名称(f * = fsample -f),以便我可以搜索更多关于它的内容? – rnunes

+0

@rnunes:我不知道这个公式有没有特殊的名字。没有必要有,这是一件很平凡的事情。该公式直接来自采样信号的频谱。在这[图片](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/1f/ReconstructFilter.png/300px-ReconstructFilter.png)中,您可以看到原始信号的复制品左右移动了倍数频域中的Fsample。阅读采样:[1](http://en.wikipedia.org/wiki/Sampling_(signal_processing)#Theory),[2](http://en.wikipedia.org/wiki/Nyquist%E2%80% 93Shannon_sampling_theorem) –

2

假设采样率恒定,任何采样都会将采样率以下和以上的频谱内容混叠在一起。如果您不想合并采样率两侧的频率内容,则必须在采样之前过滤一个或另一个频带Out,否则您将遇到问题。例如,一个低通滤波器只能通过低于Fs/2的信号,或者是一个带通滤波器,它只能严格在n * Fs/2和(n + 1)* Fs/2之间传递某个整数n的信号。

请注意,当n> 0时,采样率的精确度必须更高(较低的抖动)。缺少这种较低的抖动会是不良采样的一个例子,会增加随机相位噪声。

3

没有任何公式知道在30kHz采样的20kHz信号的频率是多少。但事实上,欠采样信号的频率将反映在奈奎斯特频率附近。在您的示例中,30 kHz表示奈奎斯特频率约为15 KHz,这不足以正确记录原始信号(20 KHz),在反射期间仅分布15 kHz,另一个5 KHz(在分布15 KHZ后提醒)约为奈奎斯特频率出现在位置15-5 = 10KHz。这是最后的回应。在你的情况下,采样信号的频率将等于10 kHz