為什麼離散系統的奈奎斯特頻率高於被採樣信號的最高頻率

在理解為什麼離散系統的奈奎斯特頻率要高於被採樣信號的最高頻率之前,我們需要首先明確幾個概念。

  1. 奈奎斯特頻率:這是在採樣理論中的一個重要概念,它定義了從模擬信號轉換為數位訊號後,能夠不失真還原原始信號的最高頻率。簡單來說,如果信號的最高頻率沒有超過奈奎斯特頻率,那麼通過重新組合採樣值,我們就可以準確地恢復出原始信號。
  2. 採樣率:這是衡量採樣系統性能的重要參數,它決定了系統可以每秒從模擬信號中採樣的次數。更高的採樣率意味著更高的數據吞吐量,但同時也意味著更高的頻寬需求和更複雜的處理系統。
  3. 被採樣信號:這是被系統採樣的原始信號,其最高頻率受限於信號源的能力和傳輸介質。

現在我們來回答這個問題:為什麼離散系統的奈奎斯特頻率要高於被採樣信號的最高頻率?

因為離散系統的採樣過程並不直接對應模擬信號的連續性,而採樣率的變化也不會對被採樣信號產生影響。如果被採樣信號的最高頻率低於奈奎斯特頻率,那麼在採樣後的數位訊號中就不會出現原始信號無法還原的高頻成分。所以,離散系統的奈奎斯特頻率理論上應該高於被採樣信號的最高頻率。

然而在實際套用中,可能由於硬體設備性能限制、信號處理算法的限制等因素,導致實際測得的奈奎斯特頻率低於被採樣信號的最高頻率。這就需要在實際套用中,根據具體的套用場景和設備性能來調整採樣率和信號處理算法,以達到最佳的信號還原效果。