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高度解析使用模数转换器的数据采集系统设计

本文摘要:你看看沒有看到过轿车向前行驶,而车的车轮子本质上是向后转呢?要不是在表演难度很大技能得话,我玩笑你一定在汽车宣传广告中看到过。你要想沒有要想过这是为什么呢?实际的日常生活如水流般不可以终断,而视频摄像头每秒只纪录了受到限制总数的界面。 每一帧画面能够捕获正处在各有不同方向的车轱辘,而这也不尽相同在帧与帧中间车轱辘旋转的匝数,他们也许了解看上去是向后旋转的!这一实际效果称之为混叠。

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你看看沒有看到过轿车向前行驶,而车的车轮子本质上是向后转呢?要不是在表演难度很大技能得话,我玩笑你一定在汽车宣传广告中看到过。你要想沒有要想过这是为什么呢?实际的日常生活如水流般不可以终断,而视频摄像头每秒只纪录了受到限制总数的界面。

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每一帧画面能够捕获正处在各有不同方向的车轱辘,而这也不尽相同在帧与帧中间车轱辘旋转的匝数,他们也许了解看上去是向后旋转的!这一实际效果称之为混叠。用以模数转换器(ADC)的数据收集系统软件不容易历经某种意义的状况,缘故取决于这种对系统一个到数的時间信号进行了不到数的“摄录”。在这篇博闻中,我将详尽解读ADC主要用途中的混叠到底是什么样子的。

图1:汽车宣传广告中經典的混叠实例什么叫混叠?依据那奎斯特基本原理,为了更好地在数据域内复制详细信号,ADC必不可少至少以输出信号最少频率份量的二倍对输出信号进行取样—不然得话,不容易造成混叠。需要的超过视频码率称之为那奎斯特速度。或是相反看,ADC必须精准转换的最高频率信号为视频码率的一半,这称之为那奎斯特频率。

大家看来一个实例数据信息采样系统,在这个实例中,ADC以每秒钟七个样版(SPS)的速度对6Hz输出正弦波进行取样。大家得到 的那奎斯特频率为3.5Hz,针对一切一个频率低于3.5Hz的输出信号,不容易造成详细信号的混叠。图2说明的是時间域内,用以6Hz详细输出,及其其2个混叠的状况:这两个混叠各自为1Hz和8Hz。

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因为所有3个正弦波在每一个取样上共线,因此 ,以7SPS取样获得的6Hz正弦波看上去与1Hz或8Hz的正弦波没有什么各有不同!在我们查看键入数据信息时,混叠使我们无法将想精确测量的6Hz正弦波与它的混叠波型区别出来,而且所务必的信号內容也丢失了。图2:時间域内的混叠但是,你怎能告知6Hz正弦波将不容易在1Hz和8Hz时经常会出现混叠呢?在频率域内认真观察混叠会促使这一点看起来很明显。当用以ADC进行取样时,输出信号的频率成份,从DC刚开始,在多倍于视频码率的频率上重现。

如今,你理应搞清楚专业术语“掉头”为何经常被用于描述信号的混叠方法了—假如你顺着虚线将图3拉锁一起看,这种信号彼此之间完美地重合在一起。图3:频率域内的混叠为了更好地精准地精确测量输出正弦波,视频码率必不可少合乎那奎斯特取样规范。


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