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信号的采样与保持

时间:2014-11-12 10:58来源:www.eadianqi.com 编辑:自动控制网
1、采样过程 把连续信号变换为脉冲序列的装置称为采样器,又叫采样开关。采样器的采样过程,可以用一个周期性闭合的采样开关来表示,如图所示。 采样过程可以看成是一个幅值调制过程。 2、采样过程的数学描述 ⑴采样信号的拉氏变换 对采样信号e*(t)进行拉氏
   1、采样过程
    把连续信号变换为脉冲序列的装置称为采样器,又叫采样开关。采样器的采样过程,可以用一个周期性闭合的采样开关来表示,如图所示。
    采样过程可以看成是一个幅值调制过程。

    2、采样过程的数学描述
    ⑴采样信号的拉氏变换
    对采样信号e*(t)进行拉氏变换,可得
    从上可知e*(t)只描述了在采样瞬时的数值,所以E*(s)不能给出连续函数在采样间隔之间的信息。
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    ⑵采样信号的频谱
    由于采样信号的信息并不等于连续信号的全部信息,所以采样信号的频谱与连续信号的频谱相比,要发生变化。

    3、香农采样定理
    香农采样定理:如果采样器的输入信号e(t)具有有限带宽,并且有直到ωh的频率分量,则使信号e(t)完满地从采样信号e*(t)中恢复过来的采样周期T,满足下列条件:

    4、采样周期的选取
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    从频域性能指标来看,工程实践表明,随动系统的采样角频率可近似取为ωs=10ωc 从时域性能指标来看,采样周期按下列经验公式选取:
    5、信号保持
   
 从数学上说,保持器的任务是解决各采样点之间的插值问题。
    ⑴保持器的数学描述
    保持器的外推公式
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    这样保持器称为m阶保持器。若取m=0,则称零阶保持器; m=1,称一阶保持器。
    ⑵零阶保持器
    零阶保持器的外推公式为e(nT+△t)=a0
    △t=0时,上式也成立。所以a0=e(nT)
    零阶保持器的数学表达式为 e(nT+△t)=e(nT) 0≤△t≤T
    见下张图

    零阶保持器的输出特性

    零阶保持器具有如下特性:
    1)低通特性。
    2)相角滞后特性。
    3)时间滞后特性

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    一阶保持器的输出特性
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