我想问一个关于狄拉克函数的理论问题。狄拉克函数的傅立叶变换是每个频率的值1(DC)。如果考虑采样定理,则必须在信号$ \ f_ {max} $中找到最大频率,以便可以使用$ \ f_s \ ge \ 2f_ {max} $进行采样。但是,正如我们从其傅立叶变换中所见,狄拉克函数包含每个频率,因此我们找不到合适的$ f_s $。我的问题是,从理论上讲,能否对狄拉克函数进行采样?

编辑:谢谢大家的有益回答!

评论

在数字领域,序列x [n] =(1,n = 0)(0,否则)完成狄拉克分布在模拟世界中所做的大部分工作。它是卷积的基本函数,具有平坦的频率响应,是“导线”的脉冲响应。这实际上是在数字方式中更容易的一件事

就我个人而言,我认为一个更简洁的答案是“不,狄拉克脉冲$ \ delta(t)$不能在$ t = 0 $处进行采样,因为函数(或分布)在$ t =处没有取值。 0 $。”物理世界中没有狄拉克三角洲函数,只有近似函数。因此没有任何样本。

#1 楼

可以采样任何信号,而与采样定理是否成立无关。采样定理告诉您,如果采样率足够,则采样代表完整的原始信号。

具有不连续性甚至更糟的是分布的信号,例如$ \ delta(t)$,不受频带限制,因此采样定理的假设将永远成立。

还请注意,采样定理的通常演示包括将信号乘以脉冲序列。我认为这完全排除了信号是分布,因为分布的乘积还没有很好地定义。

实际上,想象在$ t = 0 $处采样$ \ delta(t)$。该示例的值不确定。

评论


$ \ begingroup $
“可以对任何信号进行采样” –是的,可以对任何信号应用采样算法,是的,但是实际上,根据上下文,将这个过程称为“采样”可能已经断言您希望能够重构结果的信号,即满足采样定理的前提条件。
$ \ endgroup $
–leftaround关于
13年5月30日在17:17

#2 楼

我完全同意Juancho的回答。我只想补充一些内容。我认为主要的问题是误解,该误解在问题的最后一句中变得很明显:“ ...是否可以对狄拉克函数进行采样?”狄拉克脉冲不是每个$ t $都有确定值的普通函数,而是一个分布(即使它通常被称为“狄拉克函数”)。因此,不应尝试“评估”(或取样!)它。 Dirac脉冲重要的是它的整数属性:

$$ \ int _ {-\ infty} ^ {\ infty} \ delta(t)dt = 1 $$
and
$$ \ int _ {-\ infty} ^ {\ infty} \ delta(t-t_0)f(t)dt = f(t_0)$$

正如Juancho已经指出的那样,未定义狄拉克脉冲$ \ delta ^ 2(t)$的平方。因此,如果要采样狄拉克脉冲,将得到不确定的结果

$$ \ sum_n \ delta(t-nT)\ delta(t)= \ delta ^ 2(t)$$

狄拉克脉冲是分析线性时不变系统的便捷工具,但应谨慎对待,因为对普通信号执行的常见处理类型(例如采样)可能会导致不确定且毫无意义的结果。适用于狄拉克脉冲。

#3 楼

狄拉克(Dirac)携带的信息是其位置和强度。 Vetterli等。展示如何对N个狄拉克之和给定的信号进行采样:

$ x(t)= \ sum_ {i = 0} ^ {N-1} r_i \ delta(t-t_i )$

在这种情况下对$ x(t)$进行采样意味着为$ i = 0,\ ldots,N-1 $恢复$ r_i $和$ t_i $。简而言之,这是通过低通滤波$ x(t)$并使用标准频谱估计技术来完成的。有关更多详细信息,请参见:

Blu,Thierry等。 “信号创新的稀疏采样。”信号处理杂志,IEEE 25.2(2008):31-40。