混叠滤波器

时间:2008-11-12

  每当采样定理被违反(即fs≤2fmax)时,则发生被称为混叠的现象。如果重建后的信号变成另一种信号和影像,那就是混叠的体现。按固定采样率盂对不同频率的正弦信号x(t)=cos(2πfot)采样,则可以看到混叠的效果。如果正弦曲线的频率被设定成fo=0.1fs(即10%的f),可以看到采样和重建信号都是x(t)=cos(2πfot),如图所示。将几设为30%和110%的采样频率后再重复上述实验。回顾前文可知,当fo小于50%的五时,采样定理被满足。可以看到在这种情况下,通过运用Shannon插值,原始信号得以恢复。然而,当输入信号频率是110%的采样频率时,从样本值上已不再能明显看出原始信号。事实上,看起来得到的373将是一个频率低得多的正弦曲线。这个较低频的信号被称为伪信号,原因是高频信号的采样值呈现为较低频信号的采样值的假象。

信号采样实验

  图 信号采样实验(其中输入信号频率分别是10%,30%及n110%的采样频率fs,在110%的情况中,单独看其采样值与10%采样频率的正弦采样值相同)

  混叠后重建的正弦信号所占据的基带频率可以通过数学计算得到。设按频率fs对信号xo(t)=cos(2πfot)采样,然后用Shannon插值器重建得到基带信号为x1(t)=cos(2xf1t),其中f1∈(-fs/2,fs/2), ̄fo与f1的关系由下式确定:

  如果f1=f0,则不发生混叠;否则发生混叠。
  


  
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