混叠频率 fa = |R*n - fs| 等式的证明是什么?

信息处理 奈奎斯特 混叠
2022-02-23 16:12:49

R(采样率) fs(被采样的信号 fN(奈奎斯特频率) fa(混叠频率)

我希望有人能用更数学的证明向我解释为什么这是真的。混叠频率与这些参数相关似乎是合理的,但我想要一个更可靠的理由。

2个回答

假设你有一个连续的正弦信号x(t)=cos(2πfot),现在我们通过让=n=nFs, 在哪里Fs是采样频率。这给X[n]=(2πFn). 因为正弦曲线是周期性的2π我们可以写:

(2πFn)=(2πFn+n2π),
我们需要的地方n为整数。n始终是整数,并且由我们的采样频率决定。因此这相当于要求=p在哪里p是一个整数 - 换句话说必须是采样频率的整数倍。鉴于这些条件,我们可以写:
(2πFñ+n2π)=(2π(F+)n)=(2π(F1)n),
在哪里F1=F+,但请记住是采样频率的倍数。

因此,任何采样的正弦曲线都等效于另一个采样的正弦曲线,其频率是与原始频率相差整数倍的采样频率。请注意,上述公式可以等效地完成经验(j2πF)代替()更笼统一点。

这是不完整的,但应该为您指明正确的方向。认为ķ是一个整数并且Fs=1/s是采样频率。被采样的信号是

(2πF0).
采样信号为(2πF0ķs). 该信号在频率上有混叠F1=(Fs/2-F0)+Fs/2=Fs-F0. 为了证明它:
(2π(Fs-F0)ķs)=(2πFsķs-2πF0ķs)=(2πķ-2πF0ķs)=(2πF0ķs).
可以对所有其他别名进行类似的论证。