计算机网络延展-采样定理
计算机能处理的数据是离散的数据,但是如果连续的模拟数据要如何在计算机中进行处理呢?
答案是转换成离散数据,但是问题来了,如何转换?
先说一个概念:采样频率,也称为采样速度或者采样率,定义了每秒从连续信号中提取并组成离散信号的采样个数,它用赫兹(Hz)来表示。采样频率的倒数是采样周期或者叫作采样时间,它是采样之间的时间间隔。通俗的讲采样频率是指计算机每秒钟采集多少个信号样本。
看一个周期为1,频率也为1的正弦信号
- 如果我们以周期=1,即频率f=1来采样。如果是从0点开始采样,采集到的点就永远是0了,不知道具体的曲线是啥样子,周期,相位都不能推导出来
- 如果我们以周期=0.75,频率f=1/0.75来采样。如果是从0点开始采样,采集到的点(-1,0,1,0,-1,0,1,0), 是不是发现周期错了,推导周期成了: 0.75 * 4 = 3
- 如果我们以周期=0.5,频率f=2来采样。如果是从0点开始采样,是不是发生了和周期为1一样的事情。如果从0.25开始采样(1,-1,1,-1)周期又可以确定了。
- 如果我们以周期=0.25,频率f=4来采样,如果是从0点开始采样,采集到的点为(0,1,0,-1,0,)0,1,0,-1,0),频率确定了。
由上面的分析可得:
在进行模拟/数字信号的转换过程中,当采样频率f大于信号中最高频率fmax的2倍时(f>2fmax),采样之后的数字信号完整地保留了原始信号中的信息,一般实际应用中保证采样频率为信号最高频率的2.56~4倍;采样定理又称奈奎斯特定理。
有些资料里显示是大于等于2倍,我个人观点,2倍不成立,原因从我上面的例子就可以看出。
人,总是要有一点精神的,不是吗