感測器輸出資料速率與頻寬的理解
頻寬是指感測響應的幅頻特性,即隨著震動頻率不同,響應輸出幅度也不同,在某個頻率時輸出下降3dB,即頻寬。
但要將此時域資料序列不失真的重現出來,需要資料速率高於頻寬的2倍。如頻寬為80Hz,則資料速率須大於160Hz。
感測器的輸入是機械運動,加速度對時間的函式,可以用傅立葉變換,轉化成頻譜圖,轉換到頻域,也就有帶寬了。大於0Hz的頻率,表示正弦振盪,所以用160Hz取樣80Hz的訊號,是指每個振盪週期用兩個取樣點表示。
頻寬為80Hz是指感測器所能感受到的振動頻率最大為80Hz,如果超出80Hz,感測器會認為沒有運動。就好像你的耳朵只能聽到20k以內的聲音,超過此頻率的聲音,你就聽不見了,以為沒聲音,但蝙蝠能聽到。
訊號每秒重新整理多少次,跟頻寬表面上沒有任何關係。
夏農定理:
為了方便理解,假設我們取樣的訊號時域表示如下:
f(t)=Asin(ωt)
也就是在頻域中只含有一個頻率的正弦訊號。為了確定該正弦訊號的賦值A和角速度ω(和頻率對應),需要我們在一個週期內至少採樣兩個點,也就是說取樣的頻率要大於等於兩倍的正弦訊號的頻率。
推廣至複雜的時域訊號,就變成了取樣頻率要大於等於最大頻率訊號頻率的兩倍。
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