自然抽样和平顶抽样是两种信号处理和采样技术,它们在音频信号处理、信号重建以及数字信号处理中有着不同的应用。
1. 自然抽样(也称为理想抽样或无失真抽样):样值脉冲的幅度随原始信号m(t)的幅度而变;
自然抽样过程的波形和频谱:
自然抽样与恢复原理框图:
恢复:均可通过理想低通滤波器恢复原始信号
在理想情况下,自然抽样是指将连续时间信号在某个特定频率下(通常称为奈奎斯特频率的两倍)进行离散化。在这个频率以下,信号可以完美地通过采样恢复回来,没有信息丢失。在实际应用中,这是不可能实现的理想情况,因为无法无限快地采样。但在数学和理论讨论中,自然抽样被作为最高标准来衡量其他抽样方法。
2. 平顶抽样(也称为线性相位抽样或阶梯滤波器抽样):每个样值脉冲的顶部是平坦的;
产生:抽样 保持
平顶抽样频谱:
恢复:修正+低通滤波
实际上,我们使用的是带有限带宽的采样器,如平顶脉冲(或称为阶跃函数)滤波器。这种抽样方式会产生一定程度的频谱混叠,即超过了奈奎斯特频率的信号会被部分重叠到基频范围内。平顶抽样的优点在于其线性相位特性,这意味着信号的相位在整个频域内是均匀的,这对于某些应用(如音频回放)来说非常重要,因为它减少了失真的可能性。