Duplicación de frecuencia Nyquist

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Necesito que alguien compruebe mi comprensión de la frecuencia de Nyquist. Lo entiendo de la siguiente manera.

$$ F_ {nyquist} = (F_ {muestreo} / 2) * n $$ donde n es un entero (negativo y positivo). Por ejemplo:

$$ F_ {muestreo} = 10 kHz $$ luego $$ F_ {nyquist} = [-10, -5, 0 _ {(?)}, 5, 10] kHz $$ No estoy seguro, si 0 es una frecuencia nyquist (pregunta 1). Luego, las frecuencias de alias detectadas a.k.a se pueden encontrar en las siguientes ubicaciones:

(\$F_s\$enlaimagenes\$F_{muestreo}\$)

  • verde:señalqueseestámuestreando(señaloriginal)
  • rojo-frecuenciasdealias
  • amarillo:¿esunafrecuenciadealias?(Pregunta2)

Preguntas:

1)¿esF=0lafrecuenciadeNyquist?

2)¿elreflejoocurrealrededordeF=0?

3)¿escorrectomientendimiento?¿Sonloscírculosrojoslasfrecuenciasdealias?Elproblemaesquenopuedoreplicartodaslasfrecuenciasdealiasenmatlab.Puedoverelaliasen$$F_{alias}=F_{muestreo}*n+F_{señal}$$.Paralaseñalen$$F_{señal}=3kHz$$Puedoveraliasen$$F_{alias}=[13,23,33]$$  ,peroNOloveoen$$F_{alias}=[7,17,27]$$comoseesperabadebidoaladuplicación.

ElsiguientecódigoMATLAbdebeilustrarelprocesoqueentiendocomo"buscar" alias.

clear all;
clc;

% sampling rate
F_sample = 10000;
T = 1 / F_sample;
% time range
t = [0:T:T*10];         % asmpling time - 10 samples
t_x = [0:T/100:T*10];   % smooth "time" to see the sinusoids of F_aliases signlas

% nyquist frequency
F_nyquist = F_sample / 2;

% arbitrary signal within sampling range (F_signal is less than F_sample / 2)
F_signal = 3000;

% when the following frequencies are sampled, they should appear as the
% F_signal
F_alias_1 = F_nyquist*2 - F_signal; % 1st mirroring - Zone 2
F_alias_2 = F_nyquist*2 + F_signal; % 2nd mirroring - Zone 3

% from F to w
w_signal = 2*pi*F_signal;
w_alias_1 = 2*pi*F_alias_1;
w_alias_2 = 2*pi*F_alias_2;

% calculate signals
x1 = sin(w_signal*t);       % samples (red circles)
x2 = sin(w_alias_1*t_x);    % blue signal
x3 = sin(w_alias_2*t_x);    % green signal

plot(t,x1,'ro');      % Sampling (red circles)
hold on;
plot(t_x,x2,'b');     % 1st frequency that SHOULD be sampled the same as original signal
hold on;
plot(t_x,x3,'g');     % 2nd frequency that SHOULD be sampled the same as original signal

xlabel('time');
ylabel('amplitude');

Este es el resultado:

  • círculosrojos:muestrasdeseñalde3kHzaunavelocidaddemuestreode10kHz(noserepresentalaseñaloriginala3kHz,solosusmuestras)
  • azul:aliasa7kHz(primeroporencimade5kHz(Zona2),mitaddelafrecuenciademuestreo)
  • verde:aliasa13kHz(segundoporencimade5kHz(Zona3),mitaddelafrecuenciademuestreo)

Obviamente,elazulno"encaja" en las muestras, mientras que el verde se ajusta perfectamente

    
pregunta Martin G

1 respuesta

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Entiendo la frecuencia de Nyquist de manera un poco diferente, tal vez esto te ayude.

Solo hay una frecuencia de Nyquist, y es a $$ F_ {n} = \ frac {F_ {s}} {2} $$ Luego, todas las señales con una frecuencia superior a \ $ + F_ {n} \ $ o inferior a \ $ - F_ {n} \ $ se "doblan": aparecen en la región \ $ [- F_ {n}, F_ {n PS Aquí hay un ejemplo:

Estoesloqueestápasandoenestaimagen:

  • Lazona1estádentrodelafrecuenciadeplegado,porloquelaseñalnosemodifica
  • Lazona2estájustoporencimade\$f_n\$,porloqueseinviertealotrolado.LaversiónconaliasdelaZona2esidénticaalaZona1.
  • Lazona3estáporencimade\$f_n\$,porloqueseinvierte.Cuandoestosucede,apareceenelladonegativodelejedefrecuencia,esunaimagenreflejadadelaZona1.
  • Lazona4sigueelmismoproceso:sevolteadosvecesysecolocaencimadelazona1.

Ahora,trataréderespondertuspreguntas:

  1. \$F=0\$noesunafrecuenciadeplegado.Vealapregunta2.
  2. Larazónporlaquepuedeverseñalesen,digamos,\$F=-3\text{kHz}\$esporquenecesitamosfrecuenciaspositivasynegativasparahacerseñales.Porejemplo,uncosenoen\$F=f_0\$es$$\cos(2\pif_0t)=e^{i\cdot2\pif_0t}+e^{-i\cdot2\pif_0t}$$yelsegundotérminotienelafrecuencianegativaqueestásviendo.¡Esimposiblehacerseñalesreales(nocomplejas)sinfrecuenciasnegativas!
  3. Parecequeestásdescribiendoestoalrevés.Simuestreaen\$F_s=10\text{kHz}\$,entonceslasseñalesdecosenoenlasfrecuencias$$F=3,7,13,17,23,27,\puntos\texto{kHz}$$Todosdeberíanapareceriguales.Aquíhayunatramarápidaquehiceparamostraresto:

Este gráfico es \ $ \ cos (3 \ cdot 2 \ pi t) \ $ y \ $ \ cos (7 \ cdot 2 \ pi t) \ $. Tenga en cuenta que se intersecan a 0, 0.1, 0.2, ..., así que si solo muestra en estos momentos, verá exactamente la misma señal.

    
respondido por el Greg d'Eon

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