我们知道,欠采样会导致混叠,并且高于奈奎斯特速率一半的频率是无法区分的。我有一个基带信号,我想使用比奈奎斯特频率(奈奎斯特频率)的一半和低频(所有部分)高的高频。我使用此路径有一个特殊的过程:

$$ \ textrm {Input} {\ longrightarrow} \ boxed {\ textrm {anti-aliasing pre-filter}} {\ longrightarrow} \ boxed { \ textrm {decimate}} {\ longrightarrow} \ boxed {\ textrm {FFT}} {\ longrightarrow} \ boxed {\ textrm {调谐特殊部分} \\ {\ textrm {of the signal}}} $$

人们通常用作抗混叠滤波器的低通后置滤波器消除了我感兴趣的高频。
什么是我不会丢失高频信号的数字或模拟抗混叠前置滤波器?

评论

请更新您的问题。正如JasonR所说,不清楚您所要求的是否可以实现。我们需要更多细节才能给出更好的答案。

我实际上需要进行欠采样,然后才能进行FFT并实现所有频段。可以使用任何抗混叠滤波器吗?

下采样后,您将获得高于$ f_s / 2 $的频率的图像。您需要在$ f_s / 2 $上方(和下方)提供有关正在寻找哪种信号的更多详细信息,以便我们能够合理地回答他的问题。

#1 楼

我想您正在寻找的免费午餐不存在。您最初的问题和对Peter K答案的回答表明,您希望对具有低通和高通含量的信号进行采样,而高通含量超出了与目标采样率相关的奈奎斯特频率。

给出采样率$ f_s $(和实际采样),您只能明确表示间隔$ [0,\ frac {f_s} {2}上的频率)$。一般来说,您只能代表最多$ \ frac {f_s} {2} $宽的带宽。高于奈奎斯特速率的频率向下倾斜,以便在采样后它们似乎位于此间隔中。如果您有一个感兴趣的信号满足此带宽限制,则可以使用带通采样技术。基本上,您在选择采样率时要考虑到所需信号的中心频率和带宽。您允许信号以“受控”方式进行混叠,以便在对信号进行采样后(可能频谱反转了),它似乎出现在$ [0,\ frac {f_s} {2})$的连续部分中。但这很容易解决)。

这似乎与您想要的内容不太吻合。您的问题表明,除了$ \ frac {f_s} {2} $以上的高通内容之外,您还希望保留低通内容(即零频率附近的内容)。在许多情况下,采样后,如果不将高通内容混叠在感兴趣的低通信号之上,就无法实现这一点。但是,在某些情况下,您也许可以进行这项工作。如果:


低通和高通分量在频率上是分开的(即,两个区域之间有间隙,您不必关心保留信号的内容),
您知道高通部分的中心频率和带宽(因此更准确地称为“带通”),
您可以控制采样率,

那么您也许可以使其工作。在那种相对特殊的情况下,您只需要应用前面所述的带通采样方法,除了必须谨慎选择采样率,以使高频内容不会混叠到低通信号所占的频带部分。 br />
在实际系统中实际上是否要这样做仍然是一个悬而未决的问题。目前尚不清楚您要完成什么,或者应用程序中的约束是什么。另一种方法是使用模拟滤波器将两个信号分量分开(一个通道为低通,另一通道为高通/带通),然后独立采样。这样可以允许您使用较低的采样率,与每个组件的带宽相对应。

#2 楼

只要您满足此答案中显示的条件,

$$ \ frac {2 f_H} {n} \ le f_s \ le \ frac {2 f_L} {n-1} $$

您的抗混叠前置滤波器应为带通滤波器,其中$ f_L $为下限,而$ f_H $为上限,以过滤您感兴趣的信号频率。

评论


$ \ begingroup $
非常感谢,但我想我要有所不同。您的过滤器可防止在特殊范围内出现混叠。我需要对基带进行FFT,然后信号的所有部分都是正确的。包含低通部分和高通部分。那么,请您告诉我这种情况下的解决方案是什么?
$ \ endgroup $
–侯赛因
2011年10月5日,下午3:06

#3 楼

在低通滤波器中放置一个陷波,在采样后将显示感兴趣的高频图像,然后将此陷波低通滤波器与一个感兴趣的高频频谱的窄带滤波器(比陷波。

如果您不能在低通抗混叠滤波器中放置足够宽的陷波,以使两个光谱不重叠,则您将无法解读鸡蛋。 (...除非发生其他情况,例如干净分离的频谱内容的时分复用等)

评论


$ \ begingroup $
非常感谢。您能解释一下我为什么要加注。另外,请在此处说明可以实现频谱的哪一部分。整个?
$ \ endgroup $
–侯赛因
2011年10月5日17:50

$ \ begingroup $
陷波可防止采样后两个信号(高电平和低电平)重叠,从而将它们加在一起。
$ \ endgroup $
– hotpaw2
2011年10月5日在18:07

$ \ begingroup $
这样我们就失去了缺口盖的零件?对?
$ \ endgroup $
–侯赛因
2011年10月5日在18:29