模拟和数字转换/插值
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在某些情况下,采样器产生样本的速度过快或过慢,无法满足电路的其他部分。当采样器产生过多的样本时,我们需要通过一个称为下采样的过程来移除一些样本。在下采样器中,某些样本从数字信号中移除,并且剩余的样本可能会被修改以显得更“分散”。
下采样通常根据分数规则执行。例如,2:1 下采样器会移除每个第二个样本,以将比特率降低一半。
如果采样器产生的样本速度不够快,我们需要创建更多样本。创建更多样本的过程称为上采样。在最基本的上采样方案中,在现有样本之间添加值为零的额外样本。此方法称为“零填充”,但也可以使用其他方法,例如插值。
- 零填充
- 在给定样本之间添加值为 0 的样本以增加比特率
- 插值
- 使用某种数学规则在两个现有样本n和m之间创建新样本a,其中a = f(n, m)。
在线性插值中,在新样本两侧的两个样本之间绘制一条直线。然后,新样本值被认为是这条直线上的一个点,或平均值。这称为线性插值,因为新样本将位于由旧样本形成的这条直线上。
例如,假设我们希望通过在每两个现有样本之间插入线性插值的样本将采样率加倍。在线性系统中,现有样本n和m之间的新样本a的值将是
模拟信号中很少有直线,因此线性插值并不总是产生良好的近似值。可以使用非线性技术,利用周围的点来生成一个不仅仅是平均值的新点。这些方法称为“非线性插值”,并且种类繁多,我们无法提供每个方法的良好示例。