奈奎斯特准则对数据采样系统设计有何意义

周一, 13 三月 2017 - 11:12

作者：Walt Kester

简介

只是快速阅读Harry Nyquist于1924年发表的《贝尔系统技术杂志》经典文章(参考文献1)，并不足以了解以其名字命名的该项准则的真正意义。当时，Nyquist正致力于研究通过带宽受限的通道传输电报信号。处理数据采样系统时，必须详细了解现代对奈奎斯特准则的全新诠释。本指南将以通俗易懂的方式介绍奈奎斯特准则如何运用于基带采样、欠采样和过采样应用。

图1所示为典型的实时数据采样系统框图。实际进行模数转换之前，模拟信号通常会通过某种放大、衰减和滤波等功能的信号调理电路。而要消除目标带宽之外的干扰信号并防止出现混叠，则需要低通/带通滤波器。

<center>图1：典型的数据采样系统</center>

图1所示的系统是实时系统，即该系统fs的速率对输入ADC的信号进行连续采样，而ADC同样以此速率将新样本提供给DSP。为了维持实时操作，DSP必须在采样间隔(1/fs)内完成所有必要计算，并在ADC的下一样本到达之前向DAC提供输出样本。数字滤波器就是一个典型的DSP功能示例。