由 5 个正弦波合成的复合波,其成分为①1Hz,600 mV,②5 Hz,800mV,③10Hz, 1000mV,④50Hz,700 mV,③100Hz,400 mV。 它们的初相位均为 0,现用 2 种采样频率对该信号进行采样分析,计算(1)采样频率为 51.2Hz时(2)采样频率为 55Hz时获得的频谱图有哪些频率成份?
时间: 2023-06-20 07:08:03 浏览: 285
采样定理告诉我们,采样频率必须大于信号中最高频率的两倍才能准确还原信号。因此,我们可以确定这个信号的最高频率为100Hz,所以选择的采样频率必须大于200Hz。
1. 当采样频率为51.2Hz时,由于采样频率小于100Hz的两倍,会出现混叠现象,即原本在100Hz以下的频率成分会出现在100Hz以上的位置。具体来说,对于每个频率成分,要计算其在采样频率下的抽样周期,然后根据采样定理,在抽样周期内计算其能够表示的最高频率,这些最高频率之间的间隔就是混叠现象产生的位置。
①1Hz:抽样周期为51.2Hz/1Hz=51.2,能够表示的最高频率为25.6Hz,因此在频谱上出现在0Hz和25.6Hz处。
②5Hz:抽样周期为51.2Hz/5Hz=10.24,能够表示的最高频率为25.6Hz,因此在频谱上出现在25.6Hz和30.4Hz处。
③10Hz:抽样周期为51.2Hz/10Hz=5.12,能够表示的最高频率为25.6Hz,因此在频谱上出现在30.4Hz和35.2Hz处。
④50Hz:抽样周期为51.2Hz/50Hz=1.024,能够表示的最高频率为25.6Hz,因此在频谱上出现在76.8Hz和81.6Hz处。
⑤100Hz:抽样周期为51.2Hz/100Hz=0.512,能够表示的最高频率为25.6Hz,因此在频谱上出现在153.6Hz和158.4Hz处。
因此,在采样频率为51.2Hz时,获得的频谱图中有0Hz,25.6Hz,30.4Hz,35.2Hz,76.8Hz,81.6Hz,153.6Hz和158.4Hz这些频率成分。
2. 当采样频率为55Hz时,由于采样频率大于100Hz的两倍,不存在混叠现象,因此能够准确还原原始信号的频率成分。
对于每个频率成分,计算其在采样频率下的抽样周期,然后在抽样周期内计算其能够表示的最高频率即可。
①1Hz:抽样周期为55Hz/1Hz=55,能够表示的最高频率为27.5Hz,因此在频谱上出现在0Hz和1Hz处。
②5Hz:抽样周期为55Hz/5Hz=11,能够表示的最高频率为27.5Hz,因此在频谱上出现在5Hz和6Hz处。
③10Hz:抽样周期为55Hz/10Hz=5.5,能够表示的最高频率为27.5Hz,因此在频谱上出现在10Hz和11Hz处。
④50Hz:抽样周期为55Hz/50Hz=1.1,能够表示的最高频率为27.5Hz,因此在频谱上出现在50Hz和51Hz处。
⑤100Hz:抽样周期为55Hz/100Hz=0.55,能够表示的最高频率为27.5Hz,因此在频谱上出现在100Hz和101Hz处。
因此,在采样频率为55Hz时,获得的频谱图中有0Hz,1Hz,5Hz,6Hz,10Hz,11Hz,50Hz,51Hz,100Hz和101Hz这些频率成分。
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