香农采样定理内容,香农采样定理的基本内容是由谁首先提出的?

电子常识

2595人已加入

描述

  奈奎斯特(Nyquist)率先提出香农采样定理:

  香农采样定理,又称奈奎斯特采样定理,是信息论,特别是通讯与信号处理学科中的一个重要基本结论。1924年奈奎斯特(Nyquist)就推导出在理想低通信道的最高大码元传输速率的公式:理想低通信道的最高大码元传输速率=2W*log2 N (其中W是理想低通信道的带宽,N是电平强度)。

  香农采样定理内容简介:

  信号处理的角度来看,此采样定理描述了两个过程:其一是采样,这一过程将连续时间信号转换为离散时间信号;其二是信号的重建,这一过程离散信号还原成连续信号。

  连续信号在时间(或空间)上以某种方式变化着,而采样过程则是在时间(或空间)上,以T为单位间隔来测量连续信号的值。T称为采样间隔。在实际中,如果信号是时间的函数,通常他们的采样间隔都很小,一般在毫秒、微秒的量级。采样过程产生一系列的数字,称为样本。样本代表了原来地信号。每一个样本都对应着测量这一样本的特定时间点,而采样间隔的倒数,1/T即为采样频率,fs,其单位为样本/秒,即赫兹(hertz)。信号的重建是对样本进行插值的过程,即,从离散的样本x[n]中,用数学的方法确定连续信号x(t)。

  从采样定理中,我们可以得出结论:如果已知信号的最高频率fH,采样定理给出了保证完全重建信号的最低采样频率。这一最低采样频率称为临界频率或奈奎斯特采样率,通常表示为fN。相反,如果已知采样频率,采样定理给出了保证完全重建信号所允许的最高信号频率。

  以上两种情况都说明,被采样的信号必须是带限的,即信号中高于某一给定值的频率成分必须是零,或至少非常接近于零,这样在重建信号中这些频率成分的影响可忽略不计。在第一种情况下,被采样信号的频率成分已知,比如声音信号,由人类发出的声音信号中,频率超过5 kHz的成分通常非常小,因此以10 kHz的频率来采样这样的音频信号就足够了。在第二种情况下,我们得假设信号中频率高于采样频率一半的频率成分可忽略不计。这通常是用一个低通滤波器来实现的。

  香农采样定理应用:

  高压共轨的轨压传感器响应周期是200~800us,油泵上流量阀的响应频率是5ms,因此根据香农采样定理,选定轨压传感器信号的 A/D 采样频率为 1 kHz。实际轨压信号采样处理过程下图所示,ECU 首先对轨压采样信号进行硬件低通滤波处理,并经 A/D 模块的 1 ms 定周期五点采样和切尾均值处理,再提取出连续 10 ms 范围内的轨压峰值用作轨压控制器反馈控制用实际轨压。

  轨压信号采样处理过程示意图

打开APP阅读更多精彩内容
声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 相关推荐

全部0条评论

快来发表一下你的评论吧 !

×
20
完善资料,
赚取积分