要求 假设信号x(t)=COS(2π103t),其频率为B=103Hz,按频率fs=105Hz对其过采样得到x[k]。求对x[k]抽取时保证不发生混叠的抽取率。分析当抽取率M=16和64时的抽取信号谱。
解 采样率的下边界(即Nyquist频率)是2×103 Hz,因而抽取率需满足M<105(2×103)=50。图1 在同一基带频率区间f∈[0.105/2)上显示了未抽取及按16倍抽取的信号频谱。相应的时间序列也在图1中给出。要注意抽取后的频谱包含中心位fd/16Hz处的基带信号的副本(伪像)。可知抽取因子等于50,这意味着按64抽取将导致混叠。按64抽取所得的时间序列也在图1中给出,可以看到它假扮(混叠)为一个基带频率等于f1=103m°d(105/64)=-562.4Hz的信号。在图1中,混叠信号xd[k]=COS(2πf1k)被重叠在抽取后的时间序列样本值上。
图1 xd[k]的幅频响应(线谱)(顶部),原始信号xd[k]以及分别被按16和64
抽取的信号(中部),xd[k]与按64抽取后混叠信号的叠加(底部)
带限信号也能被抽取。抽取这样的信号将同时导致频谱的重排和变换。图2 所示信号的通带范围为mπ/M≤ω≤(m+1)π/M,其中,m是正整数。按因子M对带限信号抽取所得的谱在图2中给出。抽取后频谱的特性取决于勿的奇偶性。如果勿是奇数,则频谱是原始谱的镜像,这可以通过将抽取时间序列xd[k]与(-1)k相乘来补偿(即颠倒)。下面的例 子说明了抽取是如何影响带限信号频谱的。
图2 m分别为奇数和偶数时抽取后带限信号的频谱,混叠频谱呈现不同的基带对称性
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