意义与机制
当以规则间隔读取连续信号,它们就会形成采样率序列。将每个样本用有限组中的一个代码表示,就是量化过程。
如果采样速度过慢,不同的原始频率可能会被视为相同的样本。 这种现象被称为混叠,而增加比特数并不能消除时域的模糊性。
关系与条件
为了恢复理想的去噪信号,唯一的途径是采用两倍于最高频率的采样,以及适当的条件。实验的间隔,包括实验的终点,是总范围除以 (2ⁿ−1)。
ADC 代码宽度实际定义可能存在差异。fs=2f。 边界对相位非常敏感,在实际系统中,还需要考虑去混叠滤波器和预留频率。
观察实验中需要注意的事物
混叠现象在信号频率的两倍以下发生,而更多的位也减少了量化步数。
噪声、抖动以及真实的 ADC 非线性已被忽略。当 fs=2f 时,该边界是相位敏感的,并且不被认为是安全的。在屏幕上进行实验;不要使用真实的电源、插座或高电压进行重复。
关键关系与符号
Δ = 4/(2ⁿ−1) · falias = |f−round(f/fs)fs|
| 符号 | 含义 | 单位 |
|---|---|---|
| fs | 采样频率 | Hz |
| n | 量化位数 | bit |
| Δ | 模拟中,相邻代码值的间距 | V |
工作实例
4 位量化,从 −2 V 到 +2 V(包括两个端点),步长是多少?
约 0.267 V
常见误解
- 单纯增加量化位数并不能解决低采样频率的混叠现象。
