降采樣，過(guò)采樣，欠采樣，子采樣，下采樣

《降采樣，過(guò)采樣，欠采樣，子采樣，下采樣》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫(kù)。

1、降采樣，過(guò)采樣，欠采樣，子采樣，下采樣原文地址：降采樣，過(guò)采樣，欠采樣，子采樣，下采樣作者：bluepig111111降采樣：2048HZ對(duì)信號(hào)來(lái)說(shuō)是過(guò)采樣了，事實(shí)上只要信號(hào)不混疊就好(滿足尼奎斯特采樣定理)，所以可以對(duì)過(guò)采樣的信號(hào)作抽取，即是所謂的"降采樣"。"采樣頻率從2048HZ到32HZ每隔64個(gè)樣本,"?意思呢?降采樣的頻率怎么是變化的啊?我對(duì)降采樣的原理不太熟悉。把過(guò)采樣的數(shù)據(jù)，再間隔一定數(shù)再采一次的意思。過(guò)采樣了，頻譜分辨率比較低。那為什么還過(guò)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(wèn)是不是很幼稚啊，我了解的少，見(jiàn)笑了：L在現(xiàn)場(chǎng)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(yuǎn)大于音頻信號(hào)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(huì)相應(yīng)的減少，于是，通過(guò)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(shí)信號(hào)允許的最高頻率是1024HZ(滿足尼奎斯特采樣定理)，但當(dāng)通過(guò)濾波器后使信號(hào)的最高頻率為16HZ，這時(shí)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(gè)樣本取1個(gè)樣本。這種把采樣頻率降下來(lái)，就是降采樣(downsample)。這樣做的好處是減少數(shù)據(jù)樣點(diǎn)，也就是減少運(yùn)算時(shí)間，在實(shí)時(shí)處理時(shí)常采用的方法。過(guò)采樣：過(guò)采樣概述過(guò)采樣是使用遠(yuǎn)大于奈奎斯特采樣頻率的頻率對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣。設(shè)數(shù)字音頻系統(tǒng)原來(lái)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(guò)采樣比率，并且R1。在這種采樣的數(shù)字信號(hào)中，由于量化比特?cái)?shù)沒(méi)有改變，故總的量化噪

4、聲功率也不變，但這時(shí)量化噪聲的頻譜分布發(fā)生了變化，即將原來(lái)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(guò)采樣時(shí)的量化噪聲功率譜。若R1，則Rfs/2就遠(yuǎn)大于音頻信號(hào)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(huì)相應(yīng)的減少，于是，通過(guò)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(shí)，過(guò)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(hào)的最高頻率，Rfs為過(guò)采樣頻率，n為量化比特?cái)?shù)。從上式可以看出，在過(guò)采樣時(shí)，

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(dāng)于量化比特?cái)?shù)增加了0.5個(gè)比特。由此可看出提高過(guò)采樣比率可提高A/D轉(zhuǎn)換器的精度。但是單靠這種過(guò)采樣方式來(lái)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(guò)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(méi)有噪聲引入的時(shí)候,ADC采樣上的電壓真實(shí)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(guò)采樣來(lái),提高1位的分辨率,當(dāng)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(shí)被測(cè)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(qǐng)留意,我們平時(shí)做濾波的時(shí)候,也是一樣的操作喔！那么為什么沒(méi)有提高分辨率?是因?yàn)?我們做滑動(dòng)濾波的時(shí)候,把有用的小數(shù)部分扔掉了,因?yàn)槌隽俗珠L(zhǎng)啊,那么0.5取整后就是

7、0了,結(jié)果和沒(méi)有過(guò)采樣的時(shí)候一樣是0,而過(guò)采樣的方法時(shí)候是需要保留小數(shù)部分的,所以用4個(gè)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(lái)說(shuō),變相把ADC的結(jié)果放大了2倍(0.5*2=1mv),并用更長(zhǎng)的字長(zhǎng)表示新的ADC值,這時(shí)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(lái)表示1mv的數(shù)據(jù)位,下面來(lái)看看一下數(shù)據(jù)的變化：ADC值相應(yīng)位98765432100.5mv測(cè)量值00000000000mv(10位ADC的分辨率1mv

8、,小于1mv無(wú)法分辨,所以輸出值為0)疊加白噪聲的4次過(guò)采樣值的和00000000102mv滑動(dòng)平均濾波2mv/4次00000000000mv(平均數(shù),對(duì)改善分辨率沒(méi)作用)過(guò)采樣插值2mv/2000000000012mv/2=0.5mv,將這個(gè)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(shuō)應(yīng)該就很簡(jiǎn)單明白了