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[其他] 关于模拟信号和数字信号的疑惑

楼主啊,我觉得你有必要先去复习下信号与系统了。。。。
采样定理告诉我们,当采样率超过信号频带宽度两倍的时候,理论上通过采样信号可以完全的还原被采样的模拟信号的一切细节。
这就是数字信号处理的理论基础。
因为通常我们需要的仅仅是某个频带内的信号而已,比如说普通人的耳朵通常分辨频率在20Hz-22000Hz范围内的声音,所以CD音频把采样率定在了44.1KHz。
虽然实际上没法达到理论极限,但在很多的情况下利用数字信号处理带来的失真,是要小于模拟传输带来的失真的。.

[ 本帖最后由 z0406 于 2007-11-29 02:45 编辑 ]


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简单的来说,数字信号有这么几个好处。
1)有完善的模拟信号重建理论。
2)易于处理。
3)抗干扰能力强。



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引用:
原帖由 xphi 于 2007-11-29 01:32 发表
数字信号现在比模拟信号流行唯一的原因就是20世纪下半页数字电子计算机技术,特别是晶体管和集成电路技术的飞速发展,使得数字信号的处理比模拟信号处理在达到同等精度情况下成本要低廉很多。

附带提一句,当采样 ...
寒一个,信号本来就有频域和时域两种表示方法,精确的表达了一个信号的频域信息和时域信息本来就是等价的。
用数字信号重构模拟信号带来的误差通常都不是采样率低的原因,而是没法理想化带限滤波,重构的滤波函数没法和采样函数完全匹配,以及采样时的量化误差造成的。

[ 本帖最后由 z0406 于 2007-11-29 02:09 编辑 ]


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引用:
原帖由 xphi 于 2007-11-29 14:16 发表


频域信息和时域信息互相转化的基础傅立叶展开本身就是个无限级数,按照傅立叶展开对一个完全随机的模拟信号进行时频变换,最高频是无限高的,那里去找一个二倍于无限高的无限高频信号来做采样?而在有限范围内时 ...
我前面已经说过了,我们需要的是有限频带的信号。所以 任何一个采样之前当然是先进行频带滤波,不滤波的采样是没有价值的。

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引用:
原帖由 xphi 于 2007-11-30 13:27 发表


做带通滤波就会有损失,所以还是不可能精确还原自然的随机信号,这个不适有没有价值的问题,其实是个逻辑问题。
我们要区分两件事。本身的理想带通滤波对于人的耳朵是没有损失的。无论我们怎样采集信号,无论是数字还是模拟,最终都会通过功放来还原声音。而功率放大是有频响范围的。当最初的滤波频带超过了功放的频响范围时,那滤波后的信号和原始的被采集声音到达人的耳朵时就是同样声音了。

但很不幸,不存在理想的滤波器,而且量化误差,等其他因素也导致了数字信号没法完全的还原模拟信号,这些是实际情况。
而采样定理的意义在于告诉了我们一种如何使采样信号还原出的信号趋近于滤波后的信号的方法,因为,理论上它们的确是相同的,需要作的是不断的改进技术来达到这一极限。

[ 本帖最后由 z0406 于 2007-11-30 13:52 编辑 ]

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引用:
原帖由 xphi 于 2007-11-30 14:04 发表


采样调制信号不一定只是用在音频信号处理上,一样可以用在高频信号调制上,人耳的听觉阀限不是在任何地方都有意义。

我要说的只是数字信号在达到和模拟信号同等精度情况下,在现阶段要比模拟信号处理起来成本 ...
我从来都没有否认过采样定理是一个应用广泛的理论基础,在前面就已经说了,这是数字信号处理最基础的定理,而你偏偏认为它只是用于数字信号的高频调制,并且无法还原模拟信号的信息。我就是在说明你的观念是不正确的。
引用:
附带提一句,当采样率超过信号频带宽度两倍的时候,只能精确还原被采样的信号的频率信息,事实上这个定理是用在数字信号的高频调制上的,对于模拟信号完全没有意义。
人直接接触的模拟信号有主要的两类,听觉信号和视觉信号,而在人对于这俩类信号都是都只能部分的和有分辨极限的感知。

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至于数字信号处理方式为什么流行我在20楼就已经说明过了。

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