非均匀采样理论概述

　　典型的信号处理过程如图l所示。

　图1 典型信号处理过程

　　实际上，一个完整的AD转换器包含以下3个部分。

　　（1）采样，即时间量化，将连续时间信号转变成采样信号。

　　（2）幅值量化，将离散时间信号的幅值分成若干等级。

　　（3）编码，即数字量化，给每个幅值等级分配一个代码。

　　其中，时间量化决定着AD的采样速率；幅值量化决定着AD的数据位数；数字量化决定着AD的编码方式。采样是其中关键 的环节，在数字信号处理学科中，采样理论和技术是信号处理理论的基础。

　　从采样时间间隔角度上可以将采样分成均匀采样和非均匀采样两种，非均匀采样有时又称为随机采样。均匀采样的采样时间间隔是完全相等，而非均匀采样的采样时间间隔是不确定的，完全随机。均匀采样是一种理想的采样方法，实际中由于采样设备和被采样信号的限制，完全均匀采样是无法实现的。但随着电子技术的发展，采样设备可以尽量做到近似完全均匀采样，虽然仍然存在采样时间间隔不等的问题，但这些差别已经很小。这些微小的时间误差在一般的工业应用中将不再影响信号处理的结果。

　　非均匀采样（Nonuniform Sampling）是相对于均匀采样的一种采样方法，非均匀采样问题的提出有以下几个方面的原因。

　　（1）在实际应用中，采样设备不可能达到完全等间隔均匀采样，总是存在采样时间误差，这就造成非均匀采样。

　　（2）由于采样速率的提高，很多应用场合采样多路AD技术提高采样速率。多路AD技术是采用多个AD分时采样，然后将各个AD的数据结合在一起，以实现高速采样。图2是一个m路AD交替采样框图。

　　假设各路AD的采样速率均为1／（m·Δt）秒，但每一路AD较前一路AD的采样时刻延迟At秒，那么昭路AD的采样时刻将等间隔的分布在1/(m.Δt）秒内。将这m路AD的采样点合成为一个序列的采样点，则相当于一路采样速率为1/Δt秒的高速AD。

　　多路AD之间的时间延迟由于各个器件之间的差别（即使是同一个型号的器件，仍然存在差别），这些差别的存在导致完全等间隔延迟采样时间是不可能实现的。所以，多路AD技术对非均匀采样技术也提出了研究的要求。

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