降采樣，過采樣，欠采樣，子采樣，下采樣

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1、降采樣，過采樣，欠采樣，子采樣，下采樣原文地址：降采樣，過采樣，欠采樣，子采樣，下采樣作者：bluepig111111降采樣：2048HZ對信號來說是過采樣了，事實上只要信號不混疊就好(滿足尼奎斯特采樣定理)，所以可以對過采樣的信號作抽取，即是所謂的"降采樣"。"采樣頻率從2048HZ到32HZ每隔64個樣本,"?意思呢?降采樣的頻率怎么是變化的啊?我對降采樣的原理不太熟悉。把過采樣的數(shù)據(jù)，再間隔一定數(shù)再采一次的意思。過采樣了，頻譜分辨率比較低。那為什么還過采樣啊，別使用2048HZ,直接采樣頻率取為300HZ,不就

2、免了降采樣了嗎?呵呵，這樣問是不是很幼稚啊，我了解的少，見笑了：L在現(xiàn)場中采樣往往受具體條件的限止，或者不存在300HZ的采樣率，或調(diào)試非常困難等等。若R1，則Rfs/2就遠大于音頻信號的最高頻率fm，這使得量化噪聲大部分分布在音頻頻帶之外的高頻區(qū)域，而分布在音頻頻帶之內(nèi)的量化噪聲就會相應的減少，于是，通過低通濾波器濾掉fm以上的噪聲分量，就可以提高系統(tǒng)的信噪比。原采樣頻率為2048HZ，這時信號允許的最高頻率是1024HZ(滿足尼奎斯特采樣定理)，但當通過濾波器后使信號的最高頻率為16HZ，這時采樣頻率就可以用到3

3、2HZ(滿足尼奎斯特采樣定理，最低為32HZ，比32HZ高都可以)。從2048HZ降到32HZ，便是每隔64個樣本取1個樣本。這種把采樣頻率降下來，就是降采樣(downsample)。這樣做的好處是減少數(shù)據(jù)樣點，也就是減少運算時間，在實時處理時常采用的方法。過采樣：過采樣概述過采樣是使用遠大于奈奎斯特采樣頻率的頻率對輸入信號進行采樣。設數(shù)字音頻系統(tǒng)原來的采樣頻率為fs，通常為44.1kHz或48kHz。若將采樣頻率提高到R×fs，R稱為過采樣比率，并且R1。在這種采樣的數(shù)字信號中，由于量化比特數(shù)沒有改變，故總的量化噪

4、聲功率也不變，但這時量化噪聲的頻譜分布發(fā)生了變化，即將原來均勻分布在0~fs/2頻帶內(nèi)的量化噪聲分散到了0~Rfs/2的頻帶上。右圖表示的是過采樣時的量化噪聲功率譜。若R1，則Rfs/2就遠大于音頻信號的最高頻率fm，這使得量化噪聲大部分分布在音頻頻帶之外的高頻區(qū)域，而分布在音頻頻帶之內(nèi)的量化噪聲就會相應的減少，于是，通過低通濾波器濾掉fm以上的噪聲分量，就可以提高系統(tǒng)的信噪比。這時，過采樣系統(tǒng)的最大量化信噪比為公式如右圖.式中fm為音頻信號的最高頻率，Rfs為過采樣頻率，n為量化比特數(shù)。從上式可以看出，在過采樣時，

5、采樣頻率每提高一倍，則系統(tǒng)的信噪比提高3dB，換言之，相當于量化比特數(shù)增加了0.5個比特。由此可看出提高過采樣比率可提高A/D轉(zhuǎn)換器的精度。但是單靠這種過采樣方式來提高信噪比的效果并不明顯，所以，還得結(jié)合噪聲整形技術(shù)。過采樣技術(shù)原理介紹假定環(huán)境條件：10位ADC最小分辨電壓1LSB為1mv假定沒有噪聲引入的時候,ADC采樣上的電壓真實反映輸入的電壓,那么小于1mv的話,如ADC在0.5mv是數(shù)據(jù)輸出為0我們現(xiàn)在用4倍過采樣來,提高1位的分辨率,當我們引入較大幅值的白噪聲：1.2mv振幅(大于1LSB),并在白噪聲的不

6、斷變化的情況下,多次采樣,那么我們得到的結(jié)果有真實被測電壓白噪聲疊加電壓疊加后電壓ADC輸出ADC代表電壓0.5mv1.2mv1.7mv11mv0.5mv0.6mv1.1mv11mv0.5mv-0.6mv-0.1mv00mv0.5mv-1.2mv-0.7mv00mvADC的和為2mv,那么平均值為：2mv/4=0.5mv！0.5mv就是我們想要得到的這里請留意,我們平時做濾波的時候,也是一樣的操作喔！那么為什么沒有提高分辨率?是因為,我們做滑動濾波的時候,把有用的小數(shù)部分扔掉了,因為超出了字長啊,那么0.5取整后就是

7、0了,結(jié)果和沒有過采樣的時候一樣是0,而過采樣的方法時候是需要保留小數(shù)部分的,所以用4個樣本的值,但最后除的不是4,而是2！那么就保留了部分小數(shù)部分,而提高了分辨率！從另一角度來說,變相把ADC的結(jié)果放大了2倍(0.5*2=1mv),并用更長的字長表示新的ADC值,這時候,1LSB(ADC輸出的位0)就不是表示1mv了,而是表示0.5mv,而(ADC輸出的位1)才是原來表示1mv的數(shù)據(jù)位,下面來看看一下數(shù)據(jù)的變化：ADC值相應位98765432100.5mv測量值00000000000mv(10位ADC的分辨率1mv

8、,小于1mv無法分辨,所以輸出值為0)疊加白噪聲的4次過采樣值的和00000000102mv滑動平均濾波2mv/4次00000000000mv(平均數(shù),對改善分辨率沒作用)過采樣插值2mv/2000000000012mv/2=0.5mv,將這個數(shù)作為11位ADC值,那么代表就是0.5mv這里我們提高了1位的ADC分辨率。這樣說應該就很簡單明白了