我正在努力完全理解 Nyquist-Shannon 采样定理。
对于在时间上无限的某些消息输入信号(即,对于任何间隔不等于),因此必然是带限的(通过傅立叶变换的属性),采样定理指出,如果,则原始信号完全由样本确定。
但是,对于任何瞬态和非周期性的真实信号,我们总是会在的某个范围内采集一组样本,因此消息是有时间限制的,排除了它受频带限制的可能性。
例如,这里说:
香农采样定理是使用信号必须存在于无限时间间隔的假设推导出来的。但是我们所有的应用程序都是基于有限的时间间隔。本研究的目的是纠正这种不一致。在本文中,我们展示了在推导原始采样定理时在何处以及如何使用这种无限时间假设,然后我们将结果扩展到有限时间情况。我们的研究表明,恢复有限持续时间的信号需要更高的采样率。本文通过详细的理论验证了较高采样率的常见工业实践。我们使用函数空间的无限维特性作为我们理论的基础。一个图形示例说明了问题和解决方案。
但是,我不明白为什么会这样。如果我们范围内定义了 ,那么我们可以假设一个振荡函数扩展到无穷大,它由周期为的波形的直接重复组成。现在,在无穷大上定义的函数的傅立叶变换是一组离散值,其范围超过某个界限(带限)。对于这个无限函数,采样定理应保持其当前形式,离散傅里叶变换 (DFT) 在离散时域样本和复杂频域样本离散集. 只要我们指定获取原始信号的时间范围,因为 DFT 没有指定原始样本是否实际上是周期性的),奈奎斯特定理似乎在其当前形式中成立。
总而言之,如果我们假设以周期性方式扩展它,那么我们获取的任何信号都不是时间限制函数。但是,我知道我的理解有问题 - 这意味着对于任何真实信号或定理的使用,我们只需要考虑 DFT,如果是这样,为什么它通常会针对无限函数导出?我错过了什么,即我认为不正确的地方,或者它实际上与上面的引用如何一致?