为何采样频率要取2.56倍, 真的是便于计算机进行运算处理吗?

ChaChing · 发表于 2008-9-24 12:10

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为何采样频率要取2.56倍, 真的是便于计算机进行运算处理吗?
我接触过的测量仪器(HP3565 / OROS / Pimento …), 并无采样频率fs的直接设定, 都是设定分析频率fm及频谱分析条数(bin), 即仪器基本预设fs=2.56*fm
论坛上许多地方都说2.56倍是为了便于计算机进行运算处理, 如
http://forum.vibunion.com/forum/thread-1450-1-1.html中3 楼
及http://forum.vibunion.com/forum/thread-70202-1-1.html
自己写过一套简易信号处理程序, 验证过自己程序与测量仪器的答案差异无误，但却看不到为何2.56便於运算处理? 因为我整个程序中并没用到, 纳闷?!

[ 本帖最后由 ChaChing 于 2008-9-24 12:37 编辑 ]

dchitech · 发表于 2008-9-24 12:21

奈奎斯特定理
信号正确重构的条件是：采样率至少是信号最高频率的两倍。

ChaChing · 发表于 2008-9-24 13:09

谢谢! 但不是我要问的

tdyso2008 · 发表于 2008-9-24 13:16

这个应该是和计算机进行处理的方便程度有关，因为计算机在计算是是要将数据转化成0或1的2.56再乘以分析带宽是2的整数次幂，这样计算是就减少了一些运算步骤的长度。

qq317523 · 发表于 2008-9-24 13:23

应该是滤波器设计的问题吧，抗混叠滤波器的好坏，如果滤波器出色的话，应该可以小于2.56倍，但肯定要大于2倍吧，参考别人的说法，觉得也有道理。

ChaChing · 发表于 2008-9-24 13:32

Nyquist Criterion : fs >= 2*fm , 有效分析频率仅为采样频率的一半
为解决混迭问题(aliasing), 需使用抗混滤波(anti-aliasing filter)去限制高频信号的量, 即采样前应把比所需信号更高的频率成分滤掉
但理想的滤波不可能存在, 如此会使截断频率附近的信号比实际低而不准, 故一般取2.56倍

真实滤波器roll off的特性, 使得截断频率附近的信号比实际低而不准,
一般试验设备原始设定是不画出来的, 当然你亦可以将资料转出, 自己去求其频谱, 此时较高频部分的可信度就较低些!
为何取2.56? 如此可用fft bin刚好为百位数400(=1024/2.56)

注意:这与fft中需2的指数完全不相干, 若不是2的指数ft的确运算较久, 执行fft才与便于计算机进行运算处理有关!

[ 本帖最后由 ChaChing 于 2008-9-24 13:38 编辑 ]

ChaChing · 发表于 2008-9-24 14:17

不太认同!
你说的是fft长度问题, 要2的整数次幂, 这我了解
不管你取几倍, fft长度问题都要2的整数次幂, 运算才快

ChaChing · 发表于 2008-9-24 14:34

所以你也认为不是便于计算机进行运算处理吗?
你的观点, 就是我想的

hcharlie · 发表于 2008-9-24 14:53

6楼ChaChing说得很好。
但只有最后一行有点多余，绝大部分测试仪器都是以2的整数幂（1024，2048，。。。）来计算的，因为效率高。

qq317523 · 发表于 2008-9-24 16:06

我认为不是便于FFT计算吧，感觉是滤波器的原因，而采样点数采用2的整数幂，我觉得才体现计算速度这一项，另外计算速度不是计算机的计算速度，而是DSP等数字信号处理器计算速度，个人想法。还需要专家的分析。

qq317523 · 发表于 2008-9-24 16:48

有一点想明白了，如果配合图形的话会更清楚一点，我现在要采集1000Hz的信号，我先要一个低通滤波器，该低通滤波器的截至频率是1000Hz，而实际上模拟滤波器的衰减是比较平缓的，通常能量衰减3dB为参考，而衰减后的－3dB信号所对应的频率往往会在1280Hz这一频率的左边，即小于1280Hz，乘以2后便变成了2560Hz，相当于2.56倍。

ChaChing · 发表于 2008-9-24 23:52

谢谢指正! 的确最后一行指的是自己写的程式方可设定
有主任的认同, 心情扎实多了!

hcharlie · 发表于 2008-9-25 07:30

本帖最后由 wdhd 于 2016-6-8 09:04 编辑

原帖由 qq317523 于 2008-9-24 16:48 发表
有一点想明白了，如果配合图形的话会更清楚一点，我现在要采集1000Hz的信号，我先要一个低通滤波器，该低通滤波器的截至频率是1000Hz，而实际上模拟滤波器的衰减是比较平缓的，通常能量衰减3dB为参考，而衰减后的－3dB信号所对应的频率往往会在1280Hz这一频率的左边，即小于1280Hz，乘以2后便变成了2560Hz，相当于2.56倍。

经典的说法，低通滤波器截止频率1000Hz，带外衰减率应该有80~120dB/Oct，1000~1560Hz范围内为保护带，到1560Hz以后能衰减50~60dB，1560~2560Hz的信号才有可能混到0~1000内，这样保证信号质量不会有频率混淆了。

[ 本帖最后由 hcharlie 于 2008-9-25 07:38 编辑 ]

lmjxxl · 发表于 2008-9-27 19:57

采样频率要高于分析频率的2.56倍，主要是为了防止产生混淆，根据采样定理至少是2倍才能避免信号混淆的产生。

lmjxxl · 发表于 2008-9-27 19:59

sorry，误会意思了

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