深入理解示波器采样不足及过采样概念

2015-06-18 13:16:18   来源:eefocus   

关键字: 示波器  采样不足  过采样

    对复杂的波形,频谱分析仪或波形快速傅立叶变换(FFT)可以确定波形中存在的频谱正弦波。奈奎斯特定理指出,对正确数字化的信号,对波形中每一个频谱正弦波周期,必需采样两次以上。如果信号中最快的正弦波的采样速度没有快于这一两倍速率,那么就会违反奈奎斯特定理,信号将以不能校正的假的方式重建(假信号)。图1说明了采样不足怎样导致假的波形重建。

    如果显示屏上出现的信号表现为没有被触发,即使触发灯常亮,采样不足仍很可能成为问题。如果怀疑存在这种问题,应把sec/div旋钮旋转到更快速度,最后您会看到稳定触发的显示画面。这适用于重复的波形。

    对单次事件,如果在一开始时没有真正了解波形,那么不可能获得与这类假信号有关的提示(假波形重建)。重复波形的形状表面上好象是正确的,但可能会有错误定时。或者由于采样不足,快速移动的波形细节形状可能是不正确的。

    在观察显示的波形时,感受到的假信号可能会让您的双眼受到愚弄,即使已经满足奈奎斯特定理。这意味着对波形中每个频谱正弦波成分,您有两个以上的样点,如前所述。图2显示了这种多点显示。

    感受到的假信号可能会表现为由多个点组成的码型。当然,实际波形还是看不到的。通过使用各种线把这些点连接起来,可以明显改善显示的这种假信号或假波形复现。把多个点连接起来的这个过程称为内插,如图2所示,这是使用图1中相同的点获得的。

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图1. 点模式没有显示实际波形形状。

 

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图2. 矢量模式改善了感受到的假信号。

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图3a. 使用sin(x)/x内插过采样的波形。

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编辑:什么鱼
本文引用地址: http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2015/0618/article_12030.html
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