|
|
  |
Почему не работает теоремма Котельникова при F = 1/2Fs |
|
|
|
Oct 3 2010, 15:29
|
Местный
  
Группа: Участник
Сообщений: 227
Регистрация: 1-10-10
Из: Рязань
Пользователь №: 59 868

|
Цитата(Oldring @ Oct 3 2010, 15:43)  Теорема работает, но автор, очевидно, использует её неправильную формулировку. Потому что восстановить амплитуду синусоиды с частотой, равной половине дискретизации и произвольной фазой, по ровно двум отсчетам на период, невозможно очевидно. Можно восстановить если сигнал комплексный.
--------------------
с Уважением, Lisitsin Vasil.Lisitsin@yandex.ru
|
|
|
|
|
Oct 3 2010, 19:00
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 72
Регистрация: 7-06-08
Пользователь №: 38 128

|
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%...%BE%D0%B2%D0%B0 : Цитата …если аналоговый сигнал x(t)\; имеет ограниченный спектр, то он может быть восстановлен однозначно и без потерь по своим дискретным отсчётам, взятым с частотой строго большей удвоенной максимальной частоты спектра Всё строго и чётко. Восстановить можно при частоте строго большей. Синус, дискретизированной с частотой равной его собственной частоте является просто рядом нулей. Естессно, если не добавлять сдвиг фазы. Чем ближе подбирается полоса сигнала к частоте дискретизации, тем больше времени надо на переходные процессы при включении/выключении. Хорошее и простое объяснение: чем ближе полосу сигнала к частоте дискретизации вы хотите, тем более крутую переходную область у фильтра вам надо, тем длиннее его импульсная характеристика.
|
|
|
|
|
Oct 4 2010, 10:14
|
Местный
  
Группа: Участник
Сообщений: 312
Регистрация: 21-10-05
Пользователь №: 9 952

|
Хочу возразить всем, кто считает что в теореме Котельникова должно быть строгое неравенство. 1. Немного странно, но насколько мне известно, ни Котельников ни Шеннон свои первоначальные формулировки теоремы с равенством так и не скорректировали. 2. Теорема Котельникова для сигналов со спектром, содержащим ненулевые комплексные значения на F=1/2*Fs, работает. Возьмите отсчеты функции Котельникова с произвольным некратным 1/Fs смещением по времени (что дает отличный от нуля комплексный спректр в точках +-1/2*Fs) и подставьте в ряд Котельникова - после недолгих преобразований получите равномерно сходящийся ряд (сумма которого приведена в "Интегралы и ряды" Прудникова), суммой ряда будет исходная смещенная по времени функция Котельникова. 3. Очевидно, что дискретизация синуса частоты Fs/2 ведет к потере информации. Также очевидно, что такая потеря возникает из-за наложения спектров при дискретизации. К такому же эффекту приводит и дискретизация косинуса частоты Fs/2 - энергия отсчетов косинуса частоты Fs/2 ровно вдвое больше энергии отсчетов косинуса частоты, например, Fs/4. А если так, то ни синус частоты Fs/2 ни косинус частоты Fs/2 под условия теоремы не попадают. Почему - предлагаю подумать самостоятельно.
Сообщение отредактировал 729 - Oct 4 2010, 10:15
|
|
|
|
|
Oct 4 2010, 10:36
|

Эксперт
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 467
Регистрация: 25-06-04
Пользователь №: 183

|
QUOTE (729 @ Oct 4 2010, 14:14)  3. Очевидно, что дискретизация синуса частоты Fs/2 ведет к потере информации. Также очевидно, что такая потеря возникает из-за наложения спектров при дискретизации. К такому же эффекту приводит и дискретизация косинуса частоты Fs/2 - энергия отсчетов косинуса частоты Fs/2 ровно вдвое больше энергии отсчетов косинуса частоты, например, Fs/4. А если так, то ни синус частоты Fs/2 ни косинус частоты Fs/2 под условия теоремы не попадают. Почему - предлагаю подумать самостоятельно. 3. Авторы возражали в практическом смысле - что восстановить сигнал в действительности не получится, поскольку потребуется и бесконечное время и идеальные прямоугольные фильтры. И они не поспеют за real-time. Вы же ссылаетесь на математическую формулировку, что какой-то там бесконечный ряд не сходится (или сходится) равномерно А почему если дискретизация косинуса частоты Fs/2 - энергия отсчетов косинуса частоты Fs/2 ровно вдвое больше энергии отсчетов косинуса частоты, например, Fs/4 - то они под условие теоремы не попадают?  Или это просто так сказано, для красоты и ничего из этого не следует? Энергия косинуса частоты, например, Fs/4 или ещё лучше Fs/3 тоже зависит от фазы дискретизации и с физической энергией не совпадает. Да и в условиях теоремы о них не сказано ничего, как не напрягайся.
|
|
|
|
|
Oct 4 2010, 10:55
|

Гуру
     
Группа: Свой
Сообщений: 3 041
Регистрация: 10-01-05
Из: Москва
Пользователь №: 1 874

|
Цитата(729 @ Oct 4 2010, 14:14)  2. Теорема Котельникова для сигналов со спектром, содержащим ненулевые комплексные значения на F=1/2*Fs, работает. Возьмите отсчеты функции Котельникова с произвольным некратным 1/Fs смещением по времени (что дает отличный от нуля комплексный спректр в точках +-1/2*Fs) и подставьте в ряд Котельникова - после недолгих преобразований получите равномерно сходящийся ряд (сумма которого приведена в "Интегралы и ряды" Прудникова), суммой ряда будет исходная смещенная по времени функция Котельникова. Вы какую полосу частот для комплексного сигнала рассматриваете, от нуля до Fs или от -Fs/2 до Fs/2? Потому что в первом случае Fs/2 не обладает никакой особенностью, а во втором ваш восстановленный комплексный сигнал будет в какую сторону вращаться, влево или вправо? Но Котельников, вроде бы, ничего про комплексные сигналы и не писал. По поводу "теорема работает" тоже не могу согласиться. Речь идёт про Теорему I http://ufn.ru/ufn06/ufn06_7/Russian/r067f.pdf Попробуйте представить с помощью указанного в формулировке теоремы ряда функцию sin(pi*Fs*t)
--------------------
Пишите в личку.
|
|
|
|
|
Oct 4 2010, 11:01
|
Местный
  
Группа: Участник
Сообщений: 312
Регистрация: 21-10-05
Пользователь №: 9 952

|
Цитата(fontp @ Oct 4 2010, 14:36)  3. Авторы возражали в практическом смысле - что восстановить сигнал в дествительности не получится, поскольку потребуется и бесконечное время и идеальные прямоугольные фильтры. Вы же ссылаетесь на математическую формулировку, что какой-то там бесконечный ряд не сходится равномерно Я ссылаюсь на математическую формулировку, ибо речь шла о ней (формулировке теоремы). Практический смысл только упоминался иногда. Согласитесь, что практического смысла и сам ряд Котельникова не имеет, ибо в общем случае он бесконечный. Цитата(fontp @ Oct 4 2010, 14:36)  Энергия косинуса частоты, например, Fs/4 или ещё лучше Fs/3 тоже зависит от фазы дискретизации и с физической энергией не совпадает. Имелась в виду энергия отсчетов косинуса частоты Fs/4 и косинуса частоты Fs/2 на интервале, где укладывается целое число периодов обеих частот. А привел только по тому, что удвоение энергии есть результат спектральных наложений при дискретизации косинуса частоты Fs/2. При дискретизации косинуса частоты Fs/4 или Fs/3 спектральных наложений нет. Физическая энергия здесь вообще не причем.
|
|
|
|
|
  |
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|