Типы дискретизации и обработки сигналов: некоторые концептуальные вопросы

Я изучаю обработку сигналов, и прямо сейчас я просматриваю типы семплирования и их применение, преимущества и недостатки. У меня есть некоторые вопросы об этих концепциях, которые я хотел бы уточнить.

Идеальная периодическая выборка: можно ли ее использовать на практике?

Итак, мой первый вопрос касается идеальной выборки . Можно ли его использовать на практике? В заметках, которые я читал, говорилось, что аналого-цифровое преобразование обычно использует этот тип дискретизации. Но как? Одно из преимуществ, которые я читал о выборке с сохранением, заключается в том, что, в отличие от идеальной выборки , она не имеет дело с идеальными импульсами (невозможно сгенерировать?), и поэтому ее можно реализовать с помощью схемы. Итак, я пришел к выводу, что идеальная выборка не может быть реализована с помощью схемы и, следовательно, не может использоваться на практике, не говоря уже об аналого-цифровых преобразователях. Но видимо может? Как это так? Или это просто делает компьютер, и поэтому мы можем генерировать идеальные импульсы и применять их? Я смущен этим.

Аналого-цифровые преобразователи: какой процесс дискретизации можно использовать?

Как я уже говорил перед чтением своих заметок, я читал, что: аналого-цифровое преобразование обычно использует идеальную периодическую выборку , в то время как цифро-аналоговое преобразование (реконструкция сигнала) обычно использует выборку с процессом сохранения.

Потом я прочитал это:

В системе дискретизации с последующим аналого-цифровым преобразованием с использованием аналого-цифрового преобразователя должна использоваться идеальная дискретизация с сохранением, но спектр дискретизированного сигнала не искажается.

Эээ... как это правильно? Разве смысл выборки с сохранением не в том, что реплики получаются искаженными? Что мне здесь не хватает?

Еще одна вещь, которую я прочитал, была

Прямоугольный тип дискретизации нельзя использовать в системе цифровой обработки сигналов, потому что аналого-цифровой преобразователь требует конечного, отличного от нуля времени удерживания.

Я понимаю это, но потом мне интересно, почему идеальная выборка используется в аналого-цифровых преобразователях. Есть ли удержание при использовании идеальных импульсов? Или проблема здесь в том, что аналого-цифровой преобразователь не может «следить» за сигналом, но нормально работает либо с выборкой и удержанием, либо с выборкой импульсом? Может ли кто-нибудь прояснить это для меня?

Ответы (1)

Процесс ZOH определен в Wiki, а процесс выборки строго описан в ссылке Энрико на отличный ответ @robertbristow-johnson.

Существует некоторая потребность в фильтрации гармоник квантования ЦАП, которые добавляют шум за пределы оцифрованного сигнала с ограниченной полосой пропускания Найквиста. Они определяют это как прямоугольный процесс ZOH, не из-за S/H в ЦАП, потому что технически он так не называется, а просто сигнал фильтра после цифрового регистра, который периодически обновляется.

FWIW вики-график сигнала ZOH с выборкой по времени выглядит как результат АЦП с отслеживанием и удержанием, а не ЦАП (подразумевается), чей отфильтрованный отклик может изменить направление в конце выборки после установления, а не в начале из-за групповой задержки или это ступенчатая реакция (?).введите описание изображения здесь

Я думаю, что это был закон Хартли, предшественник закона Шеннона, который определил взаимосвязь между идеальной частотой дискретизации и соотношением скорости передачи и уровней квантования.

Поэтому в вашем вопросе для понимания не то, что настоящие фильтры Найквиста вызывают ISI и спектральное подавление сигналов с высокой частотой f, которые намного ниже, чем полоса пропускания основного сигнала на уровне -3 дБ.

Для меня это означает, что идеальной выборкой является не просто частота Найквиста или выборка с/без удержания, но выборка с частотой, превышающей закон Хартли для произведения GBW динамического диапазона, умноженного на BW и допустимые искажения, групповую задержку, фазовую ошибку или ISI. восстановленного сигнала.

Насколько я понимаю, передискретизация использует это, чтобы фильтр сглаживания мог использовать фильтр более низкого порядка, а также для реконструкции с использованием чего-то вроде

ф С > ( 2 Н ) * ф 3 г Б

Возможно, я не понимаю теорию удержания, но обычно это задержка накопленной энергии и групповая задержка в фильтре или среднее значение интегрирования бита, а не характеристики трека/удержания или мультиплексированные S/H сэмпла. Ссылка: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/15/Zeroorderhold.signal.svg/220px-Zeroorderhold.signal.svg.png

Я считаю, что лучший способ проанализировать систему выборки — это использовать проверенный ЦАП на линейность и использовать случайные, ступенчатые и линейные данные для сравнения ошибок в аналоговом или цифровом формате, используя ЦАП для подачи на АЦП.
Типы дискретизации и обработки сигналов: некоторые концептуальные вопросы
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v