Arten der Abtastung und Signalverarbeitung: einige konzeptionelle Fragen

Ich studiere Signalverarbeitung und gehe gerade Arten von Sampling durch und wie sie angewendet werden, Vor- und Nachteile. Ich habe einige Fragen zu diesen Begriffen, die ich klären möchte

Ideale periodische Probenahme: Ist sie in der Praxis anwendbar?

Meine erste Frage betrifft also das ideale Sampling . Kann es in der Praxis eingesetzt werden? Die Notizen, die ich gelesen habe, sagten uns, dass die A/D-Wandlung normalerweise diese Art von Abtastung verwendet. Aber wie? Einer der Vorteile, die ich über das Sampling mit Retention gelesen habe , ist, dass es sich im Gegensatz zum idealen Sampling nicht um ideale Impulse handelt (unmöglich zu erzeugen?) und daher mit einer Schaltung realisiert werden kann. Daraus habe ich dann geschlossen, dass eine ideale Abtastung nicht durch eine Schaltung realisiert werden kann und daher in der Praxis nicht verwendet werden kann, geschweige denn mit A/D-Wandlern. Aber anscheinend kann es? Wie ist das so? Oder macht das nur ein Computer und wir können so die idealen Impulse generieren und anwenden? Ich bin darüber verwirrt.

A/D-Wandler: Welches Abtastverfahren kann verwendet werden?

Wie ich vor dem Lesen meiner Notizen sagte, habe ich Folgendes gelesen: Die A / D-Konvertierung verwendet normalerweise eine ideale periodische Abtastung , während die D / A-Konvertierung (Signalrekonstruktion) normalerweise die Abtastung mit Retentionsprozess verwendet .

Dann lese ich das:

In einem Abtastsystem mit anschließender Analog-Digital-Wandlung unter Verwendung eines A/D-Wandlers muss eine ideale Abtastung mit Retention verwendet werden, aber das abgetastete Signalspektrum wird nicht verzerrt.

Äh... wie ist das richtig? Ist der Punkt des Samplings mit Retention nicht, dass die Repliken verzerrt kommen? Was fehlt mir hier?

Eine andere Sache, die ich gelesen habe, war

Der rechteckige Abtasttyp kann in einem digitalen Signalverarbeitungssystem nicht verwendet werden, da der Analog-Digital-Wandler eine endliche Haltezeit ungleich Null erfordert.

Ich verstehe das, aber dann frage ich mich, warum die ideale Abtastung dann in A / D-Wandlern verwendet wird. Gibt es eine Retention bei der Verwendung idealer Impulse? Oder ist das Problem hier, dass der A/D-Wandler einem Signal nicht "folgen" kann, aber entweder mit Abtasten und Halten oder mit einem Impuls abtasten kann? Kann mir das jemand erklären?

Antworten (1)

Der ZOH-Prozess ist im Wiki definiert und der Sampling-Prozess ist streng in Enricos Link zu @robertbristow-johnsons ausgezeichneter Antwort.

Es besteht eine gewisse Notwendigkeit, die Quantisierungsharmonischen des DAC zu filtern, wodurch Rauschen über das digitalisierte Nyquist-BW-begrenzte Signal hinaus hinzugefügt wird. Sie definieren dies als rechteckigen ZOH-Prozess, nicht wegen des S/H im DAC, weil es technisch nicht so genannt wird, sondern nur ein Filtersignal nach einem digitalen Register, das regelmäßig aktualisiert wird.

FWIW, der Wiki-Plot des zeitabgetasteten ZOH-Signals sieht aus wie das Ergebnis eines Track & Hold-ADC und nicht eines DAC (impliziert), dessen gefilterte Antwort aufgrund einer Gruppenverzögerung die Richtung am Ende eines Samples nach dem Einschwingen und nicht am Anfang ändern könnte oder ist es Sprungantwort (?).Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ich denke, es war Hartleys Gesetz, das das Verhältnis zwischen idealer Abtastrate und dem Verhältnis von Baudrate und Quantisierungspegeln definierte.

Daher in Ihrer Frage zum Verständnis, dass echte Nyquist-Filter keine ISI- und spektrale Unterdrückung von Signalen mit hohem f verursachen, die bei -3 dB weit unter der BW des Hauptsignals liegen.

Für mich bedeutet dies, dass die ideale Abtastung nicht nur die Nyquist-Rate oder die Abtastung mit/ohne Retention ist, sondern die Abtastung mit einer Rate, die das Hartley-Gesetz für das GBW-Produkt aus Dynamikbereich mal BW und akzeptable Verzerrung, Gruppenverzögerung, Phasenfehler oder ISI überschreitet des wiederhergestellten Signals.

Mein Verständnis ist, dass Oversampling dies nutzt, um dem Anti-Aliasing-Filter zu ermöglichen, auch einen Filter niedrigerer Ordnung für die Rekonstruktion mit so etwas wie zu verwenden

F S > ( 2 N ) ∗ F 3 D B

Vielleicht verstehe ich die Retentionstheorie nicht, aber normalerweise ist dies die Latenz der gespeicherten Energie und die Gruppenverzögerung in einem Filter oder der Integrationsmittelwert eines Bits und nicht die Track/Hold- oder Multiplex-S/H-Eigenschaften des Samples. Siehe: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/15/Zeroorderhold.signal.svg/220px-Zeroorderhold.signal.svg.png

Ich finde, der beste Weg, ein Abtastsystem zu analysieren, besteht darin, einen validierten DAC auf Linearität zu verwenden und Zufalls-, Schritt- und Rampendaten zu verwenden, um die Fehler analog oder digital zu vergleichen, wobei der DAC verwendet wird, um den ADC zu speisen.
Arten der Abtastung und Signalverarbeitung: einige konzeptionelle Fragen
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