取样率

更新时间:2022-08-25 15:00

取样率(Sampling Rate)是指在数码音频和视频技术应用中,当进行模拟/数码转换时,每秒钟对模拟信号进行取样时的快慢次数。例如,CD和MD的取样率为44.1kHz,表示每秒钟对模拟音频信号进行了44100次取样。取样率越高,转换的精度就越高,重放出的模拟信号波形就越接近原始的模拟信号波形。取样率的高低。决定了所能转换模拟信号的频率上限。

简介

取样率(Sampling Rate)是指在数码音频和视频技术应用中,当进行模拟/数码转换时,每秒钟对模拟信号进行取样时的快慢次数。例如,CD和MD的取样率为44.1kHz,表示每秒钟对模拟音频信号进行了44100次取样。取样率越高,转换的精度就越高,重放出的模拟信号波形就越接近原始的模拟信号波形。取样率的高低。决定了所能转换模拟信号的频率上限。通常能转换的模拟信号频率上限略低于取样率的50%,因此CD盘片的频率上限为22kHz;DAT的取样率为48kHz,其频率上限约为24kHz;数码音频广播(DAB)的取样率为36kHz,频率上限约为18kHz;DVD--Audio的取样率为192kHz,其频率上限可达96kHz。

取样

取样,是把连续的模拟量用一个个离散的点。显然,取样点需要足够密集,才能很好地表达原始模拟讯号的特征。每秒钟取样的次数叫取样率。

例如:CD的取样率为44.1kHz,表示每秒钟取样44100次。

取样率对数字化超宽带接收机特性影响

基于冲激无线电超宽带(IR-UWB)的通信技术,由于信号具有极高的带宽、极低的截获概率、抗多径、穿透力强和实现复杂度低等特点,成为短距离无线通信技术的研究热点。

IR-UWB 通信的基本形式是利用宽度为纳秒或亚纳秒的脉冲作为载体传输信息,由于信号脉冲持续时间极短,占用频带宽极宽,对接收机的特性要求极高。ADC 采样技术的检测方案不但能够得到信号的波形,进行相关检测,实现系统通信,同时还可以利用获得的波形信号信息作综合处理,用于目标探测、测距和定位等应用[1],从而提高系统的性能和扩大系统的应用范围,是一种理想的脉冲超宽带接收机设计方案。缺点是取样频率受ADC 器件特性的限制,相对于信号带宽而言ADC 取样速率不高,通用的ADC 器件最高取样速率仅为数GHz,尽管提高ADC 取样率可以改善检测特性,但随之而来的是数据处理计算量加大,造成系统实现上的障碍。因此对于给定误码率的超宽带通信系统,需要在满足系统技术指标的前提下进行优化设计,在取样率和计算量之间实现折中,用以满足系统对低成本、低复杂度的要求。

超宽带脉冲波形信号在取样之后,通常可以使用相干检测和非相干检测。相干检测要求系统具有精确的时间延迟特性,在取样率相对较低,样本数较少的情况下,相关计算会带来巨大的误差。相对于相干检测技术,基于能量检测的非相干检测算法简单,易于在数字处理部件上实现,不仅可以避免进行信道估计,而且根据对能量峰值的搜索就可以完成粗略的定时同步,非常有利于超宽带系统的实现。

总结

在基于能量检测的数字化超宽带接收机的理论基础上,使用卡方分布的理论对OOK调制方式下的超宽带信号的概率密度进行了推导,并借助Matlab 计算得出了不同取样率下的误码特性曲线。分析表明对超宽带脉冲信号在一个帧周期里取样,在样本数较低的情况下,系统误码率仍能够达到一个可以接受的数值。

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