尼奎斯特定理的必需品

关键的外卖

• 学习奈奎斯特定理是什么和为什么它是如此重要的信号处理

• 了解奈奎斯特在准确的抽样定理的作用

• 了解奈奎斯特定理的其他应用程序

为了准确的样品这样的一个信号,必须满足奈奎斯特定理

尼奎斯特定理是一个基本概念,是数字信号处理(DSP)的核心和通信系统。尼奎斯特定理理解是至关重要的设计和分析电子电路,无线通信系统和数据传输协议。我们将深入研究奈奎斯特定理的本质,探索其意义本文通过各种应用程序。

介绍了尼奎斯特定理

尼奎斯特定理是信号处理中的一个基本概念和信息理论起着至关重要的作用在确保精确的采样和可靠的数据传输。根据奈奎斯特定理,一个周期信号都必须取样速率高于中信号最高频率的两倍组件。

f_尼奎斯特对应于奈奎斯特频率f_样本采样率,f_信号,目标信号的最高频率分量。在这种情况下,奈奎斯特频率特别定义的分界点原始信号的最高频率的内容。

采样率与信号频率信号重建

来避免混淆,的采样率必须大于两倍的最大频率分量的信号。在实践中,略高采样率由于时间限制是必要的。

这一标准对防止混叠至关重要,这一现象在信号采样频率时丢失的信息是不够的。也就是说,为了恢复模拟信号的数字信号,而不丢失信息必须坚持,奈奎斯特定理。

由采样信号的最大频率至少两次(奈奎斯特率),可以保留信号的完整信息。例如,在一个数字音频信号,使用44.1 kHz的采样率,奈奎斯特频率将在22.050 kHz。

尼奎斯特定理在使用

尼奎斯特定理发现广泛应用在各个领域,如电信、数据压缩,和音频和图像处理,使精确的信号采样和高效的信息传输。

创建反锯齿过滤器

在处理任意模拟信号时,一个常见的应用程序包含抽样信号用于一个反馈回路,信号调节,或者完全数字信号的转换。因为任意信号包含谐波频谱的内容在一个广泛的范围内,一些信号频率的内容可能会超过奈奎斯特频率,导致混叠。

任何频率成分低于奈奎斯特频率将准确的采样,而其他高阶频率不会。这就是一个抗锯齿过滤器出现的原因。创建一个低通滤波器与一组截止频率接近奈奎斯特频率将删除无用信号的频率成分,导致更好的样本。

在无线通信信道数据速率

在无噪声和嘈杂的沟通渠道,奈奎斯特定理管理的最大数据速率。的最大数据速率(比特/秒)通过一个理想的通信信道的带宽与M B的离散程度定义为征求= 2 B * log2M。

音频过滤器

尼奎斯特定理是音响系统的设计的关键。例如,在电吉他,皮卡弦振动转换成信号修改效果踏板。这些踏板必须至少两次样本吉他的信号最高频率的速度演奏吉他。这些踏板和效果并不仅限于吉他但是用于样品多个工具和人类的声音从麦克风。

图像处理

尼奎斯特定理通常应用于一个变量的函数。然而,它也可以扩展到任意的函数很多变量,如图像处理。不正确的采样图像拍摄时可以遭受混叠或压缩。如果图像的实际内容有重复模式(砖,条纹衬衫,等等),会发生混叠采样时相机传感器。

利用奈奎斯特频率信号处理和电路仿真设计节奏的心田的软件。解锁的潜力优化射频和微波设计精度和效率,设计更上一层楼。大型电子产品提供商依赖节奏产品优化能力,空间,能源需求为广泛的市场应用。了解更多关于我们的创新的解决方案,跟我们的专家团队或订阅我们的YouTube频道。