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(1) 前言
在理解采样定理的时候,经常会用理想采样去理解,即用冲激序列函数对输入信号进行采样。如果是理想采样的话,从理想采样的理论分析,可以知道,搬移到每个奈奎斯特域上的频谱的幅度都是相等的。
但是实际的ADC在采样的过程中,常常使用的策略是sample and hold操作,这时候整个频谱上,每个奈奎斯特域的频谱的幅度是不同的,这个操作过程,就涉及矩形脉冲函数。
同样的,在分析DAC的过程中,可以用冲激序列函数来获取数据。但是实际的DAC在获取数据的过程中,经常采用的是zero order hold,而这个操作,也涉及到矩形脉冲函数。
而矩形脉冲函数的频域对应的就是sinc函数。
(2) 矩形函数的傅里叶变换
矩形函数和其傅里叶变换,如下图所示:
也就是说,矩形函数对应的频谱,是一个sinc函数。
(3) ADC和DAC中的sinc函数
如前所述,在ADC中,有一个sample and hold的操作;在DAC中,有一个zero order hold的操作。
这两个操作,虽然叫法不同,但是这两个操作,产生的信号波形都具有相同的特征,那就是信号的值,在一个采样周期内保持不变,到下一个采样点才更新,如下图所示。
这是ADC。
这是DAC。
而这种波形的产生,可以看成冲激脉冲序列与宽度为Ts的矩形脉冲的卷积,如下图所示。
所以最后的波形,其频谱的幅度,都受到sinc函数幅值的加权。比如位于第一奈奎斯特域的频谱会略有一点点失真,其他域的频谱会有大幅度的衰减。
比如说,下图中的DAC的输出,因为sinc函幅值的加权,产生的那些IMAGES的幅度,会大幅度的衰减,天生就带了一点滤波效果。
参考文献:
[1]https://www.analog.com/media/en/training-seminars/tutorials/mt-017.pdf
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