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最高效利用:为何使用2.56倍来提升工作效率?

时间:2023-06-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:如要求100Hz内无混叠,则采样频率应设置成250Hz,带宽为125Hz,带宽的80%为100Hz,这时,存在混叠可能性的带宽80%以上区域已位于感兴趣的频带之外了。当采样频率高于关心的最高频率的2.5倍时,关心的频带内已无混叠了。基于以上两个方面的原因,采样频率从采样定理中要求的2倍提高到工程上的2.56倍。但是要注意,这还是从频率上去定义采样频率的,如果按2.56倍设置采样频率,虽然频率没有混叠,但可能信号的幅值还存在失真。

最高效利用:为何使用2.56倍来提升工作效率?

既然采样定理要求的是2倍,那为什么要用2.56倍呢?这基于以下两个方面的原因。

1.关心的频带内无混叠

为了避免混叠,抗混叠滤波器是绝大多数采系统不可缺少的组成部分。通过上一小节的讲解,我们已经了解到,带宽80%以上区域仍然存在混叠的可能性。因此,为了确保在感兴趣的带宽内数据无混叠,则采样频率要满足以下要求:

fs≥2.5fmax

这就使得存在频率混叠的区间位于感兴趣的频带之外了。如要求100Hz内无混叠,则采样频率应设置成250Hz,带宽为125Hz,带宽的80%为100Hz,这时,存在混叠可能性的带宽80%以上区域已位于感兴趣的频带之外了。当采样频率高于关心的最高频率的2.5倍时,关心的频带内已无混叠了。(www.xing528.com)

2.方便计算机处理

快速傅里叶变换要求处理的数据块包含的数据点为2N,而计算机只能用0和1来存储数据,因此,计算机处理数据时,如果是2N会更方便些。我们知道256=28,因此,离2.5最近的2.56便成为一个重要的“优先数”(先借用一下优先数这个概念)。

基于以上两个方面的原因,采样频率从采样定理中要求的2倍提高到工程上的2.56倍。也就是说当采样频率高于关心的最高频率的2.56倍时,关心的最高频率以内的带宽是无混叠的。但是要注意,这还是从频率上去定义采样频率的,如果按2.56倍设置采样频率,虽然频率没有混叠,但可能信号的幅值还存在失真。

当关心频率成分时,可以按2.56倍的关系设置采样频率,但如果关心信号的幅值(时域),那么采样频率应设置成关心的最高频率的10倍以上,才不会使幅值有明显的失真。

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