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多抽样信号处理方法

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一般而言,实现抽样率转换的方法有3个:①若原模拟信号x(t)可以再生,或是已记录下来,那么可重新抽样;②将x(n)通过D/A变成模拟信号x(t)后,对x(t)经A/D再抽样;③对抽样后的数字信号x(n)在“数字域”作抽样率转换,以得到新的抽样。在“数字域”的抽样率转换的基本环节是抽取和插值。取值和插值有时是整数倍的,有时是有理数倍的。

当信号的抽样数据量太大时,可以在每D个抽样中取出一个这样的抽取称为整数位抽抽取(D为整数,称为抽样因子)具体分析过程为:设模拟信号xa(t),因为xa(t)不满足绝对收敛条件,则经傅立叶变换得到频谱密度为|Ha(jw)|,xa(t)经抽样间隔为T1抽样后,得到序列x(n1T1),此时抽样频率为fs1=1/T1。进行整数倍D 抽取后的序列是x(n2T2),其抽样时间间隔为T2,抽样频率为fs2。由于是D 个抽样取一个,所以有T2=DT1,fs2=fs2/D。设x(n2T2)经傅里叶变换后为X ),比和X)的频谱,在满足抽样定理的前提下,X)是和基础上的频谱延拓。以上的抽取关系如图

 

若对信号进行整数倍抽取

则抽取过程的时域描述:

已知信号为x(n),抽取因子为M,抽取后得到信号为y(n) ,则整个信号抽取的过程可表示为y(n)=x(Mn)

带有M因子的抽选过程可分为两个步骤:首先,x(n)与一个周期为M的采样脉冲序列相乘,即每M个点保留一个点,其它M-1个点位0,以便得到采样信号w(n),然后去掉这些0点后便得到一个低速率的信号y(n) ,现具体描述如下:

给定输入信号  ,定义中间信号w(n)为

抽取过程的频域描述

为了分析抽取信号的频谱,需要计算中间信号的频谱w(n),这里直接给出其频谱为

抽取信号的频谱为

 

 

抽取信号的频谱与来信号的频谱有以下的关系:首先X(w) 作M-1次等间隔频移,其频移间隔为2M,然后做叠加平均得到W(w);然后频谱拉伸M倍即可得到抽取信号的频谱