Bei der Signalverarbeitung kann ein kontinuierliches Zeitsignal mithilfe einer Impulszug-Abtasttechnik abgetastet werden, gefolgt von dem Abtast-Halte-Glied. Bei der Impulszug-Abtastung wird ein periodischer Impulszug verwendet, der aus einer Reihe von Deltafunktionen besteht, die in regelmäßigen, durch die Abtastperiode bestimmten Abständen angeordnet sind. Wenn ein kontinuierliches Zeitsignal mit diesem Impulszug multipliziert wird, erzeugt es Impulse mit Amplituden, die den Signalwerten an den Abtastpunkten entsprechen.
Im Frequenzbereich wird die Abtastung durch die Faltung des Spektrums des Originalsignals mit dem Spektrum des Impulszugs dargestellt. Das Spektrum des Impulszugs besteht aus verschobenen Replikaten des Spektrums des Originalsignals, die in Abständen angeordnet sind, die der Abtastfrequenz entsprechen. Diese Faltung erzeugt eine periodische Funktion, was dazu führt, dass das Spektrum des abgetasteten Signals aus diesen verschobenen Nachbildungen besteht, die mit dem Kehrwert der Abtastperiode skaliert sind.
Das Abtast-Halte-Glied wird verwendet, um das Signal nach der Abtastung zu rekonstruieren. Dabei bleibt jeder abgetastete Wert bis zur nächsten Abtastperiode konstant, wodurch ein stückweise konstantes Signal entsteht. Diese Methode nähert sich dem ursprünglichen kontinuierlichen Zeitsignal an, indem die Amplitude jeder Probe bis zum Eintreffen der nächsten Probe gehalten wird, wodurch effektiv eine treppenartige Wellenform entsteht.
Dieses stückweise konstante Signal wird dann durch ein System verarbeitet, das durch eine rechteckige Impulsantwort gekennzeichnet ist. Dieses System glättet die Übergänge zwischen den gehaltenen Werten, was zu einem gleichmäßigen Ausgang führt, der dem ursprünglichen Signal ähnelt. Das Abtast-Halte-Glied ist besonders nützlich bei der Digital-Analog-Umwandlung, wo es eine einfache und effektive Möglichkeit bietet, ein kontinuierliches Zeitsignal aus diskreten Proben zu erzeugen.
Im Wesentlichen bilden die Impulszugabtastung und die Zero-Order-Hold-Methode zusammen einen grundlegenden Prozess in der digitalen Signalverarbeitung, der die Umwandlung kontinuierlicher Zeitsignale in diskrete Zeitsignale und deren anschließende Rekonstruktion ermöglicht. Dieser Prozess ist in verschiedenen Anwendungen von entscheidender Bedeutung, darunter digitale Audio-, Telekommunikations- und Datenerfassungssysteme, da er eine genaue Darstellung und Wiederherstellung analoger Signale im digitalen Bereich gewährleistet.
Aus Kapitel 18:
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