购买
下载掌阅APP,畅读海量书库
立即打开
畅读海量书库
扫码下载掌阅APP

3.10 小结

本章讨论了从模拟信号 x t )向数字信号 x n )转换过程中的两个主要操作:采样和量化。采样操作是用采样保持器完成的,它的输入是模拟信号 x t ),输出是已采样信号 x S t )。已采样信号 x S t )也叫采样数据信号。量化操作是用量化器完成的,它的输入是采样数据信号 x S t ),输出是数字信号 x n )。采样数据信号和数字信号组成了离散时域信号。

为了导出已采样信号 x S t )的频率谱 X S f ),引入了理想采样的概念。理想采样是指使用理想采样信号 p t )对模拟信号 x t )进行的采样操作。理想采样操作实际上是做乘法运算 x t p t )。乘法的结果是得到已采样信号 x S t ),而它的频率谱 X S f )可以用卷积的方法算出。卷积的结果表明:已采样信号 x S t )的频率谱 X S f )等于模拟信号 x t )的无数个频率谱 X f )经恰当平移后的叠加。在满足采样定理的条件下,频率谱 X S f )与 X f )在[ -f S /2, f S /2]频率范围内是完全一样的。

采样定理是数字信号处理中的重要定理。它的意思是,只有当模拟信号 x t )中最高频率分量的频率 f N 小于 f S /2时,才能从已采样信号 x S t )中完全恢复出原来的模拟信号 x t )。如果事先知道采样会发生频率混叠,那么避免或减少频率混叠的方法是在采样前做一次抗混叠滤波。完成这个抗混叠滤波的滤波器就叫抗混叠滤波器;这是一个模拟低通滤波器。

量化操作的问题是会产生量化误差,而所有量化误差的集合叫量化噪声。在一般情况下,可以把量化误差看成是在[ /2, Δ /2]区间内均匀分布的,所以在对量化噪声计算时,可以简单地用量化误差曲线来完成(见图3.19b)。知道了如何计算量化器的量化噪声,就可以根据信号的平均功率来计算量化器的信噪比和动态范围,而动态范围就是量化器能达到的最大信噪比,它等于量化器的位数乘以6dB。如果用正弦量信号作为输入,动态范围还需增加1.76dB。

总的来说,本章的内容对于理解数字信号和系统是极其重要的,所以也是本书的重点。没有这些知识,就做不到对数字信号处理的清晰理解。后面第11章将说明如何从离散时域返回到连续时域。那时,信号将走过完整的一周,回到连续时域(也见图1.1)。 /7FdfwFmDsK4AdmDO43N4+S9xkS1vKH5/owJfRDZYjXm7jo635KaqLcXwwjqVMK1

点击中间区域
呼出菜单
上一章
目录
下一章
×