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超越第一奈奎斯特区域
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2022-11-04
李霞
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数据采集系统的设计人员—特别是需要在过程控制或自动化系统中进行精密测量的设计人员—已经习惯地将他们的系统设计为在第一那奎斯特区域内运行，这只意味着最大输入频率必须被限制在少于一半采样频率的范围内。所以，如果你搭建了一个系统，用于捕捉最大频率为20KHz的音频，那么你必须在40KHz频率以上进行采样，以确保捕获到最高频分量。
混叠
那么，当你不遵循这个规则时，系统会发生什么情况呢？我们假定，你在15kHz上对模拟信号进行采样，此时的频率分量高达20kHz—你将最终遇到“混叠”问题，或者将上部分量折叠进入输入信号的工作频段（请见图1）。这些混叠信号将增加到原始信号上，并且将无法把已混叠频率分量与原始信号区分开来。
图1：输入信号与第二那奎斯特区域产生交叉，并被混叠进入信号的工作频段
在大多数情况下，捕捉模拟信号，并且不遵守那奎斯特采样规则的系统被认为是“不良系统…
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