多频段欠采样

信息处理 采样
2022-02-19 14:23:22

在 Practical Signal Processing (Marc Owen) 中,一个练习探讨了欠采样的主题:

[...] 假设您知道音频信号是正弦波,其频率可能在两个范围之一,要么在 120Hz 和 130Hz 之间,要么在 150Hz 和 170Hz 之间。您可以使用的最低采样率是多少,并且仍然能够从(实值)样本中重建信号?如果第二个频段从 150Hz 延伸到 172Hz 会怎样?

答案实际上在本书的末尾提供(60Hz 和 86.666Hz),但没有进一步的细节。

我已经应用了一些关于欠采样的理论,并发现每个频率可能有不同的范围。例如,使用,我可以看到 120Hz-130Hz 范围内可能的别名是这个理论适用于一个乐队,但我找不到任何关于另一个乐队创建的依赖的解释。我不能只取两组的交集,因为它不包括范围重叠的情况。n=386.666<fs<120.0

我还做了一个 GNURadio示例来查看采样率对每个范围的影响。通过移动采样率滑块,我可以看到 86.66Hz 确实是解决方案(对于第二种情况),但是有没有一种分析方法可以找到这个结果?

谢谢

1个回答

我在 Akos, DM, Stockmaster, M., Tsui, JB, & Caschera, J. (1999) 中找到了答案。多个不同射频信号的直接带通采样。IEEE Trans。通讯,47, 983-988。

两个波段之间的额外条件是:其中是中频,是带宽。|FIF1FIF2|>=BWI1+BWI22FIFBW

然后有 4 个方程描述了论文中的所有这些约束(eq)。不幸的是,第一个约束包含无法解析解决的非线性组合(通过混合整数规划之类的方法)。(1)(4)

这在论文中得到了证实:“基于这些方程,开发了一种迭代程序来确定满足要求的采样频率,其结果显示在图 5 中。”。我得出的结论是,没有比迭代遍历所考虑的频率更好的解决方案了。