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大話帶通訊號取樣(一)

帶通取樣過程分析

  除了低通取樣定理以外,還有用途更廣的一種取樣方法。這就是帶通取樣。大家知道,低通取樣的中心頻率是0Hz。如果中心頻率不是0,那麼我們就要使用另外一種方法了。
看下圖2-7(a),中心頻率為20MHz,頻寬B= 5Hz。
(a)原始連續訊號頻率(b)取樣訊號頻率,取樣率17.5MHz
                圖2-7
      [(a)原始連續訊號頻率(b)取樣訊號頻率,取樣率17.5MHz]

  我們使用帶通取樣來處理連續訊號。這裡我們關心的更多的是中心頻率fc,高頻部分是22.5MHz,如果採用奈奎斯特的取樣法,那麼我們的取樣率是45Mhz。這顯然是一種浪費。我麼用17.5Mhz就夠了。如圖2-7(b)所示。
  帶通取樣也是一種取樣,取樣一定會導致頻域週期化。那麼有人就會問,怎麼取樣才能最節省呢?下面我們來探討這個問題。
  我們假設連續輸入帶通訊號的頻寬為B,載波頻率或者說中心頻率為f

c。我們用fsa樣率取樣。在正頻域和負頻域的帶通訊號頻譜為P和Q。我們把它們對接到一起,這樣很方便研究問題。

mfsa=2fcB
       如果我們在減少採樣率低於fsa, 那麼就如圖2-8c所示,
             (m+1)fsa=2fc+B
  我們整理一下,於是我們得到2fcBmfsa2fc+Bm+1,這裡面fsa仍然滿足奈奎斯特取樣率,即fsa2B

這裡寫圖片描述
                圖2-8

為了理解這個方程的重要意義。我們在2-10給出

m (2fcB)/m (2fc+B)/m
1 35.0Hz 22.5Hz 22.5Hz
2 17.5Hz 15.0Hz 17.5Hz
3 11.66Hz 11.25Hz 11.25Hz
4 8.75Hz 9.0Hz
5 8.75Hz 7.5Hz

     表2-9

這裡寫圖片描述
這裡的最佳取樣率是什麼?不同的時候有著不同的要求。這和具體實現取樣的硬體也有關係。(未完待續)