- 离散时间系统学习 - 采样定理 - 模拟信号处理需求 - 视频与音频信号为模拟信号 - 需通过AD转换器进行数字化 - AD转换步骤 - 采样 - 量化 - 编码 - 采样定义 - 从连续时间信号中抽取离散样本值 - 采样间隔记作T_s - 采样频率记作F_s = 1/T_s - 采样信号表示为F_s(t) - 采样频率的影响 - 不同采样频率实验结果 - 44100 Hz:无失真 - 8000 Hz:无明显失真 - 3500 Hz:高音部分缺失 - 1000 Hz:严重失真 - 采样频率过低导致频谱混叠 - 采样的数学模型 - 采样器等效为单位脉冲序列产生器 - 数学模型为乘法器 - 理想采样模型使用单位冲击序列 - 频谱分析 - 连续时间信号频谱特点 - 带限信号频谱偶对称 - 单位冲击序列频谱特点 - 冲击强度和间隔为Omega_s - 采样信号频谱特性 - 幅度降为原信号的T_s分之一 - 频谱搬移至N倍Omega_s处 - 频谱周期性延拓,周期为Omega_s - 频谱混叠现象 - Omega_s < 2倍Omega_m时发生混叠 - Omega_s >= 2倍Omega_m时不发生混叠 - 信号恢复条件 - 低通滤波器设计 - 截止频率范围:大于等于Omega_m且小于等于Omega_s - Omega_m - 通带内幅度设为T_s - 采样定理内容 - 频带有限信号可由均匀间隔样点值唯一确定 - 恢复需通过理想低通滤波器 - 奈奎斯特采样频率与间隔 - 最低允许采样频率称为奈奎斯特采样频率 - 最大采样间隔称为奈奎斯特采样间隔 - 实验分析 - 古筝音频信号频谱范围 - 主要集中在50到2000 Hz - 不同采样频率保留信号范围 - 44100 Hz:保留22000 Hz以内信号 - 8000 Hz:保留4000 Hz以内信号 - 3500 Hz:保留1750 Hz以内信号 - 1000 Hz:保留500 Hz以内信号 - 总结与思考 - 采样频率选择需灵活运用采样定理 - 课后思考问题 - 采样频率是否越高越好 - 非线性信号如何处理