Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

lec_mt_1-3_2010

.pdf
Скачиваний:
6
Добавлен:
14.04.2015
Размер:
311.36 Кб
Скачать

 

 

 

 

Благодаря прогрессу

области

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

 

 

 

,

 

многие области техники

,

кот

 

 

 

е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.ю

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

цифровое

 

 

 

цифр

 

 

 

цифрову

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

цифровых видеокамер

 

 

 

 

фровых

маг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

х автоотвфотографитчиковмикроэлектроникид В тоже время появляются

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

прежде были аналог

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

В

ачестве примеров можно приве

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

разрабо ку

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Интернет телевидениекоторые использу

 

 

 

 

цифр вые методы обработки сигналов

 

От

 

 

 

 

 

 

самых

недав

 

 

 

 

мультимедиа

 

 

компьютерные

 

техн логии

 

 

стали

 

находить

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ние

 

 

 

 

техники,

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

овы

 

 

 

 

 

 

телефония,

. .

 

 

 

 

 

 

 

 

-те

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

области

 

 

 

 

 

 

 

 

 

такие

 

как мобильная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Интернет

 

лефония

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

через

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

. .,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

осительно

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

деятельности

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

обучение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

разных

 

областях

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

например

 

 

в

 

 

 

образовании

 

 

напримпримен

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тофоновнаучных исследования

 

 

для моделирования проц ссовдистанционноеновыемедицин

многопользо ательсчеловеческойигры через Инт рнет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

стоит

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мультимедиа

 

 

являются

(

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

).

 

 

 

 

 

 

 

 

пример м

использования

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

наприм р для обучения врачей

 

 

Ярким

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Согласно

 

 

 

 

ки

 

 

 

 

 

 

мультимедиа

 

 

 

это

 

комплекс

программных

 

 

 

 

 

аппаратных

 

 

 

 

 

 

ви педии

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

раб тать

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ств

 

поз оляющих

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

интеракти ном режиме

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

данн

 

ми

 

 

текст

 

данныепользователювид др

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в

 

 

 

 

 

 

единой инф рмационной

включает многиесн

 

для

 

 

создания

 

 

 

хран ниярганизованнымипередачи информации

представленной

 

в

типыжает

 

данныхпримеровмы будтермин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

только

 

 

 

 

 

 

мультимедразнороднымисигналы

с

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.),

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

виде

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

хранения

 

 

 

 

Первая проблеме на пути мультимедиаспдеользования

 

 

ц фровой техн такиедля передачи

 

 

 

 

 

зличных”.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

смысле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

программное

 

 

аппаратное

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

В более узком

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

спечение

предназначенное

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

Хотя

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ультимедиа данные в самом общем смысле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

цифровых форматах

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

таких

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рассматривать

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

в

 

 

 

 

сигналы

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

речь изображения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сиг

 

 

 

 

 

как речь

 

изображен

 

 

 

 

аудио и

 

 

 

део сигналы с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

том

сдела мультимедиадля того чтобы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

такие сигналы

 

 

 

ц фровое

устройство

 

 

преобразовать

их

 

 

 

 

К сожалению число битов требуемое для х

 

 

анения

 

речи изображений аудио

 

 

 

 

 

 

 

что э

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

Таким

образом,

первое

,

 

что необходимо

 

 

 

 

сигналы исходаудиоаловя яются аналоговыми

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

данных

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в цифровую форму чтобыпоместитьучить поток

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ущественно

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

л

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

цифровых

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

эффекти ностьцифровумультимеднированиянкцифо

соответствующих

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

п еобразованных

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ю

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

очень

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

обстоятельстввидео

информации

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

му

 

 

 

велико Это

 

 

с

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

ри

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

истем.

Рассмот

 

 

м несколько

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(Mpixels)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

лько

Одна

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с помощью

 

 

 

 

Мегапиксельной

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

цифровой

 

 

 

 

 

 

фотографияполученнаяс помощью этой камеры

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

на

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

требует

 

 

 

 

 

 

 

Мбайт памяти для хранения

 

 

Другими

 

 

 

 

 

 

 

э

 

 

 

 

означа т

 

что

фотокамерымпактфлэш памяти

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мбайт

 

 

 

 

 

 

 

 

кадров

 

 

 

,

 

словамиандар ного

 

 

фильма

 

с

 

 

 

 

Видеопоследовательность16с держащая

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21

 

 

 

4

 

 

 

 

,

 

.

точек занимает

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

быть

 

сохранена

 

 

 

размером кадра

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мбайможетпамя и

 

Это означает

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(CF) размером 256

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

480 × 720

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

480 × 720 × 3 × 30 ≈ 31

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

что только

21

сек такого фильма

 

может

 

быть записана на компасек

 

диск

(CD)

емкостью

 

650

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

йта

 

 

 

изображение занимает

 

 

 

 

 

ю

 

 

п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мбита по

 

стандартному

 

телефонному

Мбайтналу используя модем со

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

бит сек требует около

 

минуты

 

 

 

 

 

сек

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

цветного изоб

 

 

ажения размер м

 

352

× 288

 

 

 

 

 

(

каждая точка занимает

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

точек

 

 

 

 

вантовании

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, соответственно,

2.4

 

 

 

 

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

того же

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

отсчетаречевогобитовое

целое число при

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

скорость

 

 

 

33600

 

 

 

 

/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(72

 

 

 

 

 

 

 

).

 

 

 

 

 

 

 

к

 

 

 

Передача

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

потребует около

 

 

 

миминуты

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сигнала

 

дискретизованного

 

 

частотой

 

 

 

 

 

 

 

кГц

 

при

мультимедийныхкаждого

 

 

 

 

 

 

 

для того чтобы передавать их быстрееиспользованиихранить эффективнее

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Так

 

 

обр зом,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

которую

 

необход мо

 

 

решить

 

 

 

 

это

 

сжат

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нных

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

передачи

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

Отметим

 

что

 

 

рас м тренных

 

 

римерах

 

для

 

 

 

 

 

 

 

 

оцифрованных мультимед

 

 

передачисигналов

 

аналоговыхиспользовались втораятандартныеи для

телефонныеередачи цифровыхсети Этиданныхсети

намбылинеобходимразработанымодемаля

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сигнал

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

который

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

цифровые дан ые в аналоговые сигналы для пе едачи по этим сетям

широкополпреобразуетсные каналы связи

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ак называемые

цифровые

 

сети интегрального

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

 

 

 

)

 

 

 

 

 

.

 

 

 

,

Для

 

корения передачи по таким ка алам необхо имо улучшать

уско ять

 

модемы Однако

обслуживания

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

д

 

 

 

включа

 

 

один

 

 

несколькновые

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сейча

 

 

не

 

 

 

лько эти сети используются для пере

 

 

цифровых данных Появ яются

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

телефонн

 

 

 

 

д

 

 

 

 

 

ые

 

 

напримерсжатия потокпередачииз компь

 

 

полность

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

Например,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(ISDN –

 

 

integrated

 

service

 

digital

 

networks)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

или

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

скорость

 

 

 

 

 

 

 

64

 

 

 

/ .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

х

 

к

 

 

 

 

алов

 

 

со

,

 

 

 

 

ю

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

Кбит сек

 

 

В

этих каналах

цифровых абонен оких линий

 

 

 

 

 

(

 

 

 

 

 

,

 

 

 

0

 

1

 

 

 

 

 

 

О и

 

 

 

 

 

 

няются

тех

 

 

 

 

 

 

 

е цифровые

 

ан

У

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ютера)

 

преобразуются

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ми

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

получателя

 

биполярные

импульсы опять

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Относительно

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

–1).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ведется

 

 

 

 

 

 

 

 

ц

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сиг алы

 

(0

 

заменяется на

 

 

Передача

 

по

 

 

 

каналу

 

 

 

 

 

 

лярный

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б полярны

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

унип

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

абельной линии

 

 

примО обесп чивают

желефонномудирование

 

 

 

налумпульсамивсю пол су соответствующей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

по

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

появились

 

так

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

модемы

дл

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

дисков.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

кабельных линиях

 

 

 

скрученныесистемпары

 

 

которые используютназываемыеста

 

 

потерьные

 

ти

Разница в

 

 

том

 

что они используютнедавнополосу

 

 

Гц

соответствующу

 

стандателефо

ому

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(DSL – digital subscriber line modem).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

дартные

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

решена

 

 

с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

равно

 

 

 

 

к

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ихтносятсяэффективнееемкостипередавать бы ентрее в

 

 

 

 

 

емкости запоминающих

устр йств,

т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/ .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

корость перед чи бол

 

 

 

 

 

 

 

 

Мбит сек Увеличива

 

 

 

 

 

 

в

 

ких как

Это не

 

 

 

 

 

 

Может

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

что втораются проблема будет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

будущем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

так

 

 

показать

,

 

 

не имеет

значениясть

 

как увеличиваются

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CD

 

 

 

 

DVD.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

каналов .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сов ем

 

 

 

 

 

 

.

 

 

Фактиче ки,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

полосы

 

истемы

 

ения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Проблема

 

 

 

 

 

 

мультимедийныхТеорияданных

 

 

тем

 

чтобы хранить

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

без потерь

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сохраняетсяпотерями

 

 

 

Системы

 

сжатия без

 

 

 

 

к

 

 

 

 

 

 

 

какодом Хаффм на

 

 

арифметическое

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кодирование

 

ованное на

 

 

 

 

Си темы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сжатия муль

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

данных можно разделить на два больших класса

 

 

хр няют исходный файл

 

 

 

имедийнпосле сжатия

восстановления

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

файл

 

вп дает

 

 

).

 

 

говорят

 

 

 

 

 

 

потерями

исходным

файлом

Сюда относятся такие методы как

 

 

 

 

 

сжатия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, . .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кодирование

 

 

из мультимедийвосстановленныйых данных

алгоритмах З ва Лемпела В лча

 

 

 

Зива Лемпела

 

 

 

 

со

 

 

Си темы сжа

 

 

,

 

bit

 

by bit)

 

 

устраняют

 

избыточн

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

 

. .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

компромисс

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

це й вне

 

 

 

 

 

 

неко орых искаж

 

 

й

 

 

 

 

 

 

 

файл

 

 

 

 

 

 

сжатия

 

 

потерями

 

 

 

 

 

 

бмен

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

между степ

 

 

ью сжатияисходныйвнесенными

 

 

скажениями

 

 

К этому классу

 

 

 

 

 

 

 

сис емы сжатия

 

 

основанные

на преобразованиях

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

преобразова ие

Фурье дискре ное косинусное

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вэйвлетная ф льтр ц

 

 

 

 

дифференциальисследуето

 

 

 

 

(

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

кодирова

 

ие

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

В

 

 

 

 

 

 

 

 

 

курсе мы рассмот им

 

 

 

 

 

 

 

 

 

спектыдискретноепотер ми

 

 

 

 

 

 

 

 

 

астоящем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

преоб азование,

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

н

 

 

 

 

 

 

н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

р

теоретические

 

 

 

 

сжатияия

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

я,

 

 

 

 

 

Подробно оста овимся на технике квантования Затем рассмотрим ме оды сжати

 

 

,

 

 

используемыеаудио видео

сигналов .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

стандартов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

практике Завершим курс обзором

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

речи изображений

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лекция

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

АНАЛОГОВЫЕ И ДИСКРЕТНЫЕ СИГНАЛЫ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f (x) = f (a) .

 

 

 

 

Введем некоторые определе ия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x = a ,

 

 

 

 

lim xa

 

 

 

 

Функция

f (x)

 

 

 

 

 

непрер

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

если

 

 

 

 

 

 

 

называется

 

епрерывной в точке

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мы

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

f

(x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

она. непрерывна во всех точках ее области

говорим , что функция

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вна

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, . .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

дискретным

 

 

 

 

 

 

x .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

определения

 

 

 

 

 

вс х

 

 

 

 

 

 

 

 

 

х значенеслиях аргуме

 

та

поста

 

 

 

в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

числа

число

 

 

элементов

 

 

э ем нтамдопустимчетного множ ства

 

мож

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Будем называть множе тво

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

если

 

 

 

 

держит конечное или счетное

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

но

 

 

 

 

 

ить

 

соотве ствие

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

л

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

натурального рядапри

 

другими словами перенум ровать их

 

 

 

на

 

 

екотором

 

непрерыв ом

сновном

 

рассматривать

 

непрерыв

 

 

 

 

 

функции

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

непрерывные

 

 

 

 

епр рывного аргумента

 

 

 

 

 

время

 

Аналоговые

 

 

гна ы

 

 

это

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

функциифиз

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

Мы

такого как

 

 

п остранс во

 

или

 

другие

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ческие

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

будем в

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

трезке

 

 

 

 

 

 

 

Например

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

 

время припеременныеимающая веществен ые

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

функция

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

заданные

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

времени.

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x(t) ,

 

 

t -

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

н

значения описывает

 

 

 

 

 

 

 

аналоговый

мысигналеем дело

 

 

 

 

 

 

 

 

 

налогового сигнала

 

по

 

 

Дискрет

значенекоторыйаргум нта

 

Есл

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сиг алы

 

могут бы

видаь

скретными по мн жеству зн чений фу кции или

взятыми

 

 

заданные .

оменты

 

 

 

 

 

 

 

то мы называем это множ ство

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

чисел

( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

дискретизованным.

 

сигналом

отсчетами

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

каждый

 

 

 

 

 

 

 

дискретным по

 

 

 

 

 

или

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Если

 

 

 

 

 

отсчет

также

 

 

 

множествуцифровое устр йство такое как например ЭВМ необходимо преобразовать его

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

времени

 

 

 

в емени,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

вещественных

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

некоторого

дискретного множества

значений,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

принимает значения из

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

то мы говорим что

меем дело

 

цифровым сигналом

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

дискре

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рос

В

 

 

лу непрерывности пространст

 

 

 

времени такие сигналы как речевой

 

ал

 

 

 

 

 

,

д являются непрерывными .

Для того

 

чтобы поместить непрерывный

сигнал в

з б ажен

 

 

 

видеосигнал

 

 

сигналы

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

датчиков

 

 

температуры давле ия

о

 

 

 

 

 

) и. . .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в дискрет ый сигнал

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

,

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Такноеазываемое

аналого-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

:

 

 

 

 

 

 

 

 

фровое преобразование включает

 

 

себя две операции

 

 

 

 

 

 

 

 

 

)

 

дискретиза и или взятия отсчетов непрерывного

сигнала

(

квантование по

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ци

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Операция

 

квантования непрерывного сигнала по уровню и

связанная

с ней операция

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кодирования

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ДИСКРЕТИЗАЦИЯ ТЕОРЕМА КОТЕЛЬНИКОВА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П

 

 

 

 

задана непрерывная,

функция

x(t) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

называетсяx(t)взятие отсчетов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

от четов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ДискретизациейНас ин ересует

 

будут

ли

 

 

внесены

последовательностьются ри ее

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x(t)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

у

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

этой ф нкции через интервал времени

 

 

 

 

В результате вм

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мы получаем

иск жения

 

исходный

 

 

 

 

 

 

 

 

 

при выполнении

 

 

 

 

 

 

функцииесли бу ут то

 

 

 

 

 

 

 

времени

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x(nT )

,

 

 

n

=

0,1,2,....

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с гнал x(t)

 

 

спектр

 

 

 

 

дискретизации ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

каким

следующимобразовназываемаязомние Фурье

 

 

или

 

 

непрерывного

 

сигнала

 

 

 

 

 

определяется

бр зом

 

они зависят от шага дискретизации

 

 

 

Ответы на эти вопросы

 

ает теорема

потребу ,

 

 

 

 

 

 

 

по

имени

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тсчетов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ее ав ора теорема Котельникова

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

жде чем

 

 

 

доказательстве

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ерейти

 

формулировке теоремы напомним некоторые понятия которые

 

 

 

 

Пре

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X ( f ) = x(t)e− jωt dt ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x(t)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

восстановить

 

 

 

 

ω = 2πf

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

где

 

 

 

 

 

 

круговая частота Эта функция в общем случае комплексная она может быть

 

 

 

 

 

 

представлена в виде

 

 

 

 

 

 

x(t) =

 

 

X ( f )e jωt df .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A( f ) = X ( f )

 

 

 

 

 

 

 

X ( f ) =

A( f )e ( f )

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

спектром

 

сигнала

или

 

амплитудно частотной

характеристикой сигналаназывается

 

это фазовый спектр или фазо частот ая характеристика

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

,

φ ( f )

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

сигнала

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

которое позволяет

 

 

 

 

сигнал

Существует обратное преобразование Фурье

 

 

 

 

по его спектру

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L(s)

=

 

x(t)e

− st dt .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

Преобразование

 

Фурье

тесно

связано

 

с

³

пре

 

 

 

ванием

 

 

 

 

Для

временных

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

0 ,

преобразованиеЛапласа определяется как

 

 

 

 

 

й которые существуют только при

 

 

 

 

функци

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s

следующим

образом

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

я комплексной переменной

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s = jω

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

,

Приедставp

 

 

 

 

 

 

 

Лапл са

 

 

 

 

 

 

 

 

с преобразованием Фурье

В терминах

ть преобразованиесигнал0 частотнойk

 

областисовпадает

 

p

 

аргументk

 

преобразованияp

Фурье

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

именяемых при обработке сигн лов

 

преобразование Фурье вводится для того чтобы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

f

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

онимается как частота

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p ,

 

 

 

 

 

 

Если

x(t) -

пе иодическая функция времени с периодом

 

то она может быть

разложена в ряд

Фурье

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos(

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x(t) = a0

+

 

(a

k

p

t) + b sin(

p

t)),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

k =1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 2

p / 2

 

 

 

 

2

p / 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 2

 

p / 2

 

 

 

 

 

ω

 

= 2π / p, a

x(t)dt , a =

 

 

x(t) cos(kω t)dt, b

 

 

x(t) sin(kω t)dt, k = 1,2,...

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p − p/ 2

 

 

 

p − p/ 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p − p/ 2

 

 

 

 

 

 

 

Чтобы избежать использования двух с агаемых

( cos(p t)

 

и

sin(p t) )

для каждого

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

индекса

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

л

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

после простых вычислений мы по учаем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a0

+

 

Ak

cos(p t + ϕ k ),

 

 

 

 

 

 

 

 

где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x(t) =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ϕ

k

-

 

 

 

 

 

 

 

 

.

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e jωt

= cos(ωt) + j sin(ωt)

где

 

 

это начальная фаза Далее

 

используя формулу Эйлера

 

 

 

 

 

 

мы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

получаем комплексную форму ряда Фурье

 

 

)+ exp(− jkω p t − jϕk )) =

ck e jkω p t ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x(t)

=

a0

+

Ak (exp(jkω p t

+

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

k =1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k =−∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

k

 

1

 

 

 

 

1

p / 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

 

 

ck

=

Ak e

 

=

 

(ak

− jbk ) =

 

 

 

 

x(t) exp(− jkω p t)dt, c0 = 1/ 2a0 ,

b0 = 0 ,

a−k = ak ,

 

 

 

= −bk .

2

 

 

 

2

 

 

 

 

p − p/ 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b−k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Говорят

,

что разложение периодической функции с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

в ряд Фурье дает ее

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тогда

как интеграл Фурье

x(t)

 

разложение

 

непери периодомXческой( f ) =

xфункции(t)e dtв,

Xвиде( f ) =суммы0

представление в виде суммы гармонических колебаний с частотами

kω p

 

= 2kπ

/ p ,

k

= 1,2,...

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

непрерывно изменя

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

беск

 

 

чно большого числа

 

 

 

 

 

 

спектр

 

Отметим

 

что

ющейся−∞

 

частотой или дает

 

разл жение

функции

в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

функция

f

> w .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для

 

 

 

чтобы выполн ть

 

 

 

 

0

 

й длины также мождаетколебанийбыть разложена

 

 

 

ряд Фурье

 

 

 

 

 

 

конечн

 

 

 

 

 

 

 

 

 

непр рывный

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

непери дическая

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

того,

 

 

 

 

 

 

периодом

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

функции

 

такое разложение необходимо построить периодическое

продолжение этой

 

 

с

 

 

 

 

 

 

 

 

T .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Теорема Котельникова

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j ft

 

 

 

 

 

 

 

 

Пусть задана

 

 

 

X ( f ) и ее спектр имеет вид

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X ( f ) .

 

 

при

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т гда этафункция

полностью определяется своими мгновенными значениями в

 

 

 

 

 

 

, отстоящие

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1/(2w0 )

секундdf ,

.

 

 

 

 

 

(1.1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

м менты

 

 

 

 

 

 

другa =от другаXна( f )e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Доказательство

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ˆ

 

 

 

 

. .

ПродолжимX ( f )

спектр наXпериод( f )

риодическиx(t) ,

и получимx(t)

 

 

функцию

 

 

 

Тогда

на

интервале

(−w0

 

 

 

функция

 

X ( f )

может быть разложена в ряд Фурье с

 

 

 

 

 

 

 

 

, w0 ) , . .

 

 

 

 

 

е,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

коэффициентами

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ˆ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

w0

ˆ

 

 

 

 

j fk /( 2w0 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

2w0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

. .

ˆ

 

 

 

=

 

 

 

 

ak e

j fk

/( 2w0 )

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т

X ( f )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

есть преобразование Фурье для

 

k =−∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т к

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

то

 

 

 

 

можно представить как обратное

преобразование Фурье для

x(t) =

 

 

w0

j ft

 

 

 

=

 

 

 

 

ˆ

 

 

 

 

j ft

df .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X ( f )e

 

 

 

 

df

 

 

 

 

X ( f )e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x(t)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1/(2w0 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

функции

 

 

 

 

в точках

 

отсчета

 

 

расположенных на

.

 

секунд... − 2Рассмотрим/(2другw ),−1/(2другаwзначения),0,1т /(2пустьw ),2 /(2w ),... ,

 

 

 

тогда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

. .

 

 

 

t =

k /(2w0 ) ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

k

=

 

w0

ˆ

 

 

 

 

 

j fk

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/(2 w0 )

df .

 

 

(1.2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2w0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сравнивая

(1.1)

и

(1.2),

 

 

 

 

,

 

 

 

 

ak

 

=

 

1

 

 

x k

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

получаем что

 

 

 

 

 

 

2w0

 

 

 

2w0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Так м

 

образом

 

 

 

если

 

 

 

 

функция

 

 

 

 

 

изв стна

 

 

 

 

в

 

 

 

точках

отсче а

коэффициенты

 

0

 

 

 

 

0

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

то

 

 

 

 

 

эффици нты

 

 

 

 

определены

 

 

значит

 

 

что

существует

 

единственная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

функция

 

 

не

 

 

 

 

x(t)

 

 

 

частот

выше

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X ( f ) ,

а

 

 

X ( f )

определяет

 

 

 

 

 

 

 

 

t . Эт

 

 

 

 

,

 

 

 

 

определяют спектр

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

для всех значений

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержащая

 

 

 

 

 

 

w0 и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п оходящая черезw

заданные мгновенные

 

значения

 

 

 

точках отсчета

 

 

 

отстоящих друг от

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

р

 

Для восстановления функции

 

 

 

этим

мгновенным значениям заметим что

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1/(2w0 )

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Взяв обратное преобразование получаем

 

 

 

 

 

 

f w

 

 

 

X ( f ) = 0

 

 

 

 

 

f > w .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X ( f )

=

 

a

k

e j

fk

/(2w0 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x(t) =

 

w0

 

X ( f )e j ft df

 

=

 

w0

 

 

 

 

e jkf 2π / 2w0 e j ft df

 

 

 

 

w0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ t))df

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

=

 

 

a

k

exp( jf (k / 2w

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k= −∞

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k= −∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

д уга на2

 

a

 

 

0

cos(2секундπf (k / 2w

+ t))df = 2

 

 

 

 

a

 

 

 

sin(2πf (k / 2w

+ t) /(2π (k / 2w

+ t))

 

w0

 

,

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k = −∞

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

=−∞

 

 

 

 

 

sin π (2иw0t + k)

 

при

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

x(t) = 2w0

 

 

 

 

 

sin π (2w0t + k)

=

 

 

приk

 

 

 

 

 

=

 

k

 

 

sin π (2w0t k)

 

 

 

 

 

 

 

ak

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

π (2w0t + k)

 

 

 

2w0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2w0

 

π (2w0t k)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x(t)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Другими словами, выполняяфункцию

 

 

 

 

 

 

ожно представ ть в формепоследовательностиэлементарных функций

 

 

 

sin x

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тносительно

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вида

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сим

 

етрично

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

точек

т чета

 

 

имеющих пиковое

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

значение равнрасположенныхв соответствующих

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

отсчета Длясуммыв тановления

функции

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

x(t)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

точках

 

 

 

 

пропорциональных

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x(t)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

создать

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin x ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

нужно лишь

 

 

 

 

 

 

 

серию импульсов вида

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

отсчетам

 

сложить

часто у в спектре

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сиг ала

 

 

мы

 

 

 

вносим никаких

 

 

 

 

 

 

 

 

 

максимальну

 

 

их

 

Таким

 

 

образ м

,

из теоремы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

следует

,

 

что если сп ктр непр рывного

 

 

ю

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ограничен то

 

 

 

 

 

 

 

 

дискретизациюотсчетовчастотой

 

 

два раза пр вышающ

спектре

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

выражает

 

 

 

,

 

 

фа

 

 

 

что высокие

 

 

 

 

тоты

 

 

 

сигнала

може

 

быть одн зннепрерывногоч

 

 

 

 

 

по получненн

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

отсчетов

 

 

 

 

 

крытие

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

более низк

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

пе оявляются

 

 

восстановленномсигнале

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Чаще всего анализ эт го

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, вызв нная

ди кретизацией

 

 

 

 

 

 

частотой

fs

<

2w0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

aliasing

 

 

 

 

 

Ошибка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ит название

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

Это название

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тот

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Гц

Предположим

чт

 

 

 

 

нной об асти

На

 

 

 

 

 

 

 

 

пок зана косинусоидасначала частотой

 

 

врем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

как

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

явления

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

соответствии

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ельникова

ы

 

 

 

 

выпо

 

 

 

 

 

 

 

ча

 

 

 

 

 

 

 

 

 

областистотой

 

Мы

 

 

В

 

 

 

 

про лл

юс

ри уем

воссперекрыт

 

 

 

 

 

 

 

 

отсчеты э ого сигнала

 

 

 

 

 

 

 

 

Гц

 

 

 

 

 

 

для

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ини

 

льная

 

 

частоняется

 

взятиятотной

 

 

 

 

 

 

 

необходимая

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

по отсчетам мыследовательностиэтосстановил болеенизкочастотный

сигналисход

 

 

 

 

 

3 .

 

Гц

 

 

ановления,

 

берем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

Рис. 1.1

отсчетов

 

 

 

 

 

 

 

4 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сигнал

 

из

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Гц

 

Таким образом

 

условия теоремы

 

 

Очевидно

 

 

 

 

 

 

 

 

 

косинусо да с

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Гц

 

Вместопоказаноднозначногосстановленныйсигнала частотой

Гц

нашема примере

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

Пунктиром

 

равнаРис

.

 

1.1

 

 

 

 

 

 

 

в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

, что

 

нарушены

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сигнал

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( частотой 1

 

 

).

 

 

 

 

 

 

 

 

1*

 

 

 

*

 

 

*

 

0.8

 

 

 

 

 

 

 

 

0.6

 

 

 

 

 

 

 

 

0.4

 

 

 

 

 

 

 

 

0.2

 

 

 

 

 

 

 

 

0

*

 

*

1

*

*

2

t

 

 

−0.2

 

 

 

 

 

 

 

 

−0.4

 

 

 

 

 

 

 

 

−0.6

 

 

 

 

 

 

 

 

−0.8

 

 

 

 

 

 

 

 

−1

 

*

 

 

 

*

 

 

 

 

cos(2πt)

1 cos(6πt)

 

 

0

 

0.5

1.5

2

 

 

 

 

 

 

 

Рис

. 1.1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Перекрытие во временной области

 

 

 

 

 

 

,

 

. .

 

 

Для

 

 

анализа

 

преобраз вания

 

Фурье

 

 

 

 

дискретизованного

сигнала

 

т е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, необходимо

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

отсчетов

 

 

0

 

связать с этой последовательностью аналоговый

последовательностиНапомним которые свойства этой функции

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

δ (x) .

 

 

.

 

 

 

мы будем использовать

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Дирака

сигнал Дал

 

так называемую дельта функцию

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

ϕ(0), if 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

δ (x)ϕ(x)dx =

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,

иначе

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

ϕ (x)

-

это

произвольная

 

 

 

,

а

 

 

 

-

 

это

 

произвольный

интервал

на

 

 

 

-

 

функция

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вещественной оси Очевидно что

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ϕ(x0 ), if x0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

δ (x x )ϕ(x)dx =

 

 

 

 

 

0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

иначе

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ts .

 

 

 

 

 

дискретизованный

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

δ (x x0 )dx =

 

 

1, if x0

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,

иначе

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Дельта функция

может

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

предел

последовательности

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

как

 

импульсов

следующих друг за другомрассматриваться

 

В этом случае

 

 

 

.

 

 

прямоугольных импульсов ширины

 

 

высоты

1/

 

 

 

 

 

стремлении

 

к нулю

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ния

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

это

Стандарт ый способ сопоставлтакже

ан лог

 

 

 

 

 

при

 

 

 

 

 

 

 

 

тсчетов

 

вычисления

 

 

 

 

 

 

 

интервалом

 

 

 

 

x(t)

 

 

 

 

 

 

 

сигнал может быть представлен в виде

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xs (t) =

x(kTs )δ (t − kTs )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1.3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k = −∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

δ (t − kTs )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t = kTs ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xs (t)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xs (t) = x(t)

δ (t − kTs ) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1.4)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k =−∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

δ (t − kTs )

 

 

-

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Так как функция

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k = −∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

то мы можем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

jtn 2π / Ts

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

равна нулю всюду кроме точки

 

переписать формулу для

 

 

 

 

 

δ

(t

− kTs )

=

 

 

 

cne

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

(1.5)

 

 

 

 

k = −∞

 

 

 

 

 

 

 

n = −∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

следующим образом

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ts

/ 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cn

 

= 1

 

δ (t)e− jtn2π / Ts dt = 1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

−T/ 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

во

 

 

 

 

 

 

что

 

 

 

s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s

 

 

периодическая

 

можем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

(−Ts

/ 2,Ts / 2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

(

Принимая

k

= 0 ).

 

 

 

функция

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мы

 

 

 

 

 

 

в

 

 

 

(1.5)

(1.3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

разложить эту функциювниманиеряд Фурье xs (t) = 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x(t)e jtn2π / Ts .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

exp( jαt)

 

Ts n =−∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(ω)

= 1

 

X ω −

2πn

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ts

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ts

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мы учли

 

что внутри интер ала

 

 

 

n = −∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в

 

 

 

 

 

находится только одна дельта функция

она соответствует

 

 

 

Подста ляя

 

 

 

 

получаем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X s ( f ) = 1

 

 

X f − n

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ts n =−∞

 

 

 

 

 

 

 

Ts

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Так

как

 

 

 

,

 

 

на

 

 

 

 

 

 

 

 

во

 

временной

области

соответствует

сдвигу

 

 

умножение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

преобразования Фурье то мы получаем

 

 

 

 

 

н

 

 

 

x(t) ,

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

1/ Ts .

 

 

 

.

 

1.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X s ( f )

 

 

 

 

 

Ts

= 1/(2w0 )

Ts

> 1/(2w0 ) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

или

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ТакимX(f)

образом

 

 

 

 

 

 

 

 

X

(f)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сигнала

 

представляет

с бой

 

 

 

 

 

 

 

дискретизован ого

 

 

последовательность копийспектра

 

 

s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

следующих друг за друг м с

исходного сиг ала

 

 

 

 

 

 

1

 

 

Гц

На

Рис

 

 

 

 

 

 

 

1

 

спектр

 

 

 

 

 

 

 

для

случаев

 

 

и

интервалом

 

 

 

 

 

 

показан

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

−4

−3

−2

−1

0

 

1

2

3

4

 

5

f

 

 

0

−4

 

−3

 

−2

 

−1

 

0

1

 

2

 

3

4

f

 

 

 

 

−5

 

 

 

 

 

−5

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

1.5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Xs(f)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

−4

−3

−2

−1

0

1

2

3

4

f

−5

5

 

 

Рис

.1.2

Спектр исходного и дискретизованного сигнала для случаев

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ts

= 1/(2w0 )

 

Ts

> 1/(2w0 )

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1.2

 

 

 

 

секунд

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ts

> 1/ 2w0

,

 

 

 

 

 

 

К к сле ует из

 

 

 

 

 

 

 

если отсчеты берутся слишком редко

 

 

 

 

 

 

то копии

 

а

 

 

д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сигна

 

накладываются

руг на

 

друга вызывая специфическую ошибку

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для

 

гоногобы

восстановить сигналH ( f ) =

 

 

по

 

 

 

последователь.

ости отсче

в

доста

чно

 

 

 

 

 

 

 

офильтрисховать эту

 

 

Гц

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,

 

 

фильтром

 

 

 

 

 

час

т

 

 

 

спектрравной

 

, чт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x(t)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ниж их

 

то

 

 

 

частотой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

последовательность идеальным

 

 

 

 

 

 

 

 

 

за

 

 

 

w0 = 1(2Ts ) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

следу

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сигнала xR (t)

выражается

 

Другими словами преобразование Фурье восстановленного

 

 

 

 

 

 

 

где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X ( f )

= X s

( f )Ts H L ( f ) ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xs (t) представляет

f w0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,

 

if

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

идеального

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ина е

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

к пи

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Импульсный

xR

(t)

идеального фильтрао нижнмму

астот представляет собой обратноеий

преобразование Фурьеотклик его частотнойхарактеристики

HL ( f )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ющим образом h (t) =

 

 

 

( f )e j ft df

= 2

w0

cos(2πft)df

= 1 sin(πt / Ts ) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L

 

 

−∞

 

 

 

 

 

 

 

w0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ts

 

πt / Ts

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Дискретизованный

сигнал

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

собой

сумму

 

взвешенных

дельта

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

функций Проходя через

деальный фильтр н

жнихю

частот каждая из

 

 

дельта функц

 

 

генерирует

 

сдвинутую

 

 

взвешенную

 

 

 

п льсного

 

отклика

Таким

 

образом

выходной

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

представ яет

 

с бой

 

 

су

 

 

 

 

взвешенных

этихсдвинутых коп

 

 

импульсногосигналотк ика

 

 

 

 

 

 

 

 

 

л

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

фи ьтра нижних частот

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

R

(t)

=

 

x(kT ) sin(π (t kTs ) / Ts ) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k =−∞

 

 

 

 

 

 

 

π (t kTs ) /Ts

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Однако

 

 

 

 

практике мы

 

 

дело

 

 

 

непрерыв ыми

 

сигналами

 

конечной

 

 

 

 

 

име

 

 

 

 

 

 

 

дл тельнос и

 

соответственно

бескон

чным

 

 

спектром

 

 

 

 

 

вопрос

как

следует

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

следу

 

 

 

 

?

 

 

 

 

 

 

. Возникает

 

 

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ффективная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пр менять

еорему Котельникова в этом

 

 

чае

На

 

 

 

 

под

 

 

понимается только

 

 

 

 

 

ширина

спектра

 

 

в которой сосредоточепрактикеопределенная часть

 

(90-95%)

э

 

 

 

 

 

, . .

 

 

 

 

 

 

,

 

 

w0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

уравнения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нергии сигнала т е мы находим

 

из

 

 

ющего

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X ( f )

 

2 df

= α ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−w0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X ( f )

 

2 df

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

α ≈ 0.9 0.95

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

полосой при заданном пороге

α .

 

 

 

 

 

 

 

пр

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

конечной длительностиназывается эффективнойобла подходящим низкочастот ым

 

 

 

 

 

 

 

 

 

фильтр

 

 

 

 

На

практике для

 

 

борьбы

 

 

 

 

 

ерекрытиями

 

 

 

 

 

 

 

 

(aliasing)

применяю ся

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

уменьшает

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

составляющие

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сиганалоговогоала фильтромтем самым

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

Например

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сигнала

различные методы

 

 

 

 

м жно вы олнять предфильтрацию

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

аналог вой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

спектровспектраД угая возможность

. Этот

уменьшает

 

ошибку

 

высокоч стотные

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

это

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ts << 1/(2w0 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

выбирать период

 

 

дискретизации

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

Однако

,

 

так

 

как наша

 

 

цель

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

секунд

 

 

 

 

 

 

 

 

 

едставить аналоговый сигнал в компактной форме

,

 

то мы не должны выполнять

 

его

 

 

 

 

 

дискретизацию со слишком большой частотой

 

С другой стороны во многих цифровых

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

иложениях мы имеем дело не с аналоговым сигналом

 

 

 

 

 

сигналом

 

 

 

 

за

 

 

мости

 

с

предфильтрации

 

 

 

 

 

,

 

 

 

уменьшению частоты

 

дискретизации

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f s

>>

2w0

 

 

 

(oversampled signal)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

частотой

 

 

 

 

 

 

 

 

Гц

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

фактически выполняем прорежи

 

 

 

 

 

игнала

требуемого каче эквивалентноетва сстановленного

 

сигнала

В этом случае стандартный подход

 

 

 

 

от

(downsampling),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

состои

прореживанием

 

 

 

 

входного (oversampled )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

целью уменьшения частоты дискретизации

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КВАНТОВАНИЕ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сигнала в

 

Вт рая опер ция которая необходима для преобраз вания анал

 

 

 

 

 

1

 

 

 

n

азыв ется

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

Мы

 

 

говорим

 

 

 

чт

 

 

квантованиеговогоэт

 

 

 

 

 

 

 

 

цифровой,

 

 

 

а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

которые,

 

 

 

 

 

 

 

 

имеют процедурак неч Xю

преобразова ия отсчетов сигнала

 

 

целые значения

 

 

 

 

 

 

 

x = очевидн(x ,..., x )

ар фметическое округлеквантованиемдо

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

цел го

 

 

 

 

Любое вещественн

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

двоичного

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

квантования, ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

дл ну

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

представления Простей

 

ий

 

пример

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

при этэто

 

 

 

ачение,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ближайшего

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

з

 

 

 

 

,

x

 

может

 

 

ыть округлено до

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

,

y ,

 

внесенн я

ск жем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

цел го

 

скажем

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б

 

 

 

равна x

− y .

 

 

 

 

 

 

 

 

формальное

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кв нтованием оши ка

 

 

 

 

 

 

 

Введем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Y ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

соответствующих

 

 

 

 

последоват льным определениемоме там времени Тогда операция

 

 

Пусть

функц я

принимает

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

из

множества

 

 

X ,

кот рое

может

быть

 

как

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

дискретным

 

так

 

и

 

непрерывнымзначенияпусть

 

 

 

 

 

 

X n

э

 

 

 

 

 

 

 

 

ожеств

 

 

 

значений

 

функ

 

 

 

x = (x ,..., x ) ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

замены вектора

 

 

 

 

1

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

квантован

 

представляет собой операцию

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

из множества

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

аппроксимируетсяющих посл д

 

 

y

= ( y1

,..., yn )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Y .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ющим вектором

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

из

 

аппроксимирующего

 

 

множества

 

 

 

Нас

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

бесконечное

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X n

будет

 

 

интер совать

случай

 

 

 

когда может

 

 

 

быть

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

множество

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пом щью

 

 

 

конечного

 

 

множества

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержащего

M

Введем в рассмотрение функцию

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

каждое значение которой будем считать

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y1 ,...,y M .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

величиной ошибки аппроксимациивательностейпомощью

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dn

(x, y) ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d n

 

(x, y) =

n i=1

d (xi , yi ) ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]