帶通采樣簡記


沒有目的的學習是困難的,當初是為了過一遍信號處理的相關知識,遇到了帶通采樣定理,和奈奎斯特采樣定理相比,簡直麻煩的讓人無法接受!轉眼間,半年過去了,這次為了看論文而再次回顧帶通采樣定理時,發現,接受就好,也看了推導,反而覺得麻煩。

下面簡單的記錄下帶通采樣定理,這個知識點,當你用的時候,你就不會認為它生澀難懂,因為比它難懂的東西太多了。


為什么要用帶通采樣定理呢?按理說,奈奎斯特采樣定理不是通吃一切嗎?話雖如此,奈奎斯特說,只要采樣率不小於信號最高頻率的2倍,采樣后的信號就能能夠准確恢復。

可事實上,有很多行不通的地方,並不是說理論行不通,而是器件做不到,對於頻帶信號(帶通信號)而言,例如天線發出的信號以及接收的信號,可以說都是頻帶信號,因為頻帶信號便於傳輸,這些信號的頻率隨着時代的進步,也越來越大,電磁信號向着GHz甚至數十GHz發展,如果再用奈奎斯特采樣定理采樣,如此之高的采樣率ADC恐怕難以做到吧。

下面的手稿是帶通采樣最簡單的敘述:


一些結論:

如下圖:帶通信號最低采樣頻率隨最高頻率的變化,


帶通采樣定理與奈奎斯特采樣定理之間的關系:

當帶通信號的最高頻率f_{H}恰好等於信號帶寬B時,此時帶通信號就是一個基帶信號了,最低的采樣頻率和奈奎斯特采樣頻率一樣,為2f_H


2018/8/24更新:

今天看論文:《寬帶復雜雷達信號模擬技術研究》,里面也提到了帶通采樣定理,覺得這個推導方式還不錯,分享下:

 

感覺論文的最后一句話有點錯誤,應該表達為:若信號最高頻率為信號帶寬的整數倍時,采樣頻率只需大於信號帶寬的兩倍即可,當然如果信號的最高頻率f_H為帶寬的整數倍,則采樣頻率可以為信號帶寬的兩倍進行采樣,而不會發生頻譜混疊。

文中也提到了,帶通采樣的另一種表達方式,有興趣的話可以找到這篇論文看看,個人覺得另一種方式說的就有點不像是人話了。


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