过采样和混叠

信息处理 采样 频域
2022-02-06 16:32:37

我真的对过采样和上采样感到困惑。我知道上采样意味着将我们的信号在时域中拉伸 K 倍,然后插入一些值或仅使用零。正如我发现在时域中的拉伸在频域中以相同的速率收缩。例如,在时域中拉伸 2 倍意味着在频域中收缩 2 倍。

让我们谈谈过采样,我们只是将采样频率提高到超过奈奎斯特速率。然后我们有太多的信息。有没有机会出现混叠?我的意思是在时域中,假设我通过采样频率等于 280 Hz(奈奎斯特 * 2)对我的信号(频率为 70 Hz)进行采样,那么,频域中是否存在混叠?对不起,如果我的解释不清楚。这是因为我对这些概念感到困惑;过采样、上采样、下采样、欠采样、临界采样和混叠。

从理论上讲,我知道他们,但是当谈到实际的观点时,我有严重的问题。

1个回答

上采样时,您并没有真正及时地拉伸信号。您可以在现有样本之间插入新样本,而无需修改采集这些样本的时间。上采样的一个特性是波形在处理前后保持完全相同。你只是增加样本的数量。请注意,过采样和上采样之间的主要区别在于,前者发生在采样时,而后者发生在采样已经完成之后。如果没有混叠,理论上两者都会产生相同的结果。

仅当采样器的输入端存在频率高于奈奎斯特频率的信号时,才会出现混叠。在您的示例中,如果您以每秒 280 个样本对 70 Hz 信号进行采样,则不会出现混叠。但是,在实践中,您并不总是对正在采样的信号有精确的了解或控制。例如,您可能想要对来自天线的信号进行采样。您事先并不知道天线将接收到哪些信号。在这种情况下,一种方法是在采样前对信号进行低通滤波,以确保不会发生混叠。