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Nyquist-Shannon 采样定理

阐述

定理 如果一个函数 x(t)x(t) 不含有高于 BB Hz 的频率,那么它可以被一个间距小于 1/(2B)1/(2B) 的采样序列完全决定。

如果采样频率不满足这一条件,那么就会发生混叠。

实例

人耳听觉的范围是 20 ~ 20 kHz,因此采样率只需要 40 kHz 即可。但是,考虑到混叠(aliasing)的存在,如果采样率定得比较低,高频信号会被记录到低频「反射」频段当中去(这类似于人眼看螺旋桨有时会转得慢甚至反转),造成失真。

  • 44.1 kHz(CD 标准):受到电视技术中的 14.7 k 行每秒的磁带录像技术影响,采用三倍于这样的频率来录音
  • 48 kHz(DVD 标准):为了让音画同步,需要是 24、25、30 等的公倍数(600 Hz),又考虑到 29.97 的影响,最后使用抽帧技术放弃了一部分音画同步,再考虑到 BBC 已有的 32 kHz 频率,最终定为 48 kHz
  • 96 kHz, 192 kHz:为了保证不发生混叠,采用的更高频率

性质

相关内容

参考文献