当通过对连续时间信号进行采样获得离散时间信号时,为什么我们要删除有关采样间隔的信息而仅将其视为数字序列?
为什么离散时间信号被定义为数字序列?
(定期采样)离散时间信号的样本,如数字图像的像素,是序列:它们在序数轴(尽管是时间或空间)上没有单位,幅度也没有单位。一个序列是
允许重复且顺序很重要的对象的枚举集合
这接近人们所说的原始数据。
但是,要制作可以更好地解释或操作的真正“信号”或“图像”对象(在现实世界或设备中有意义),保留辅助信息很重要,例如:采样率、量化、时空坐标、大小、通道、幅度单位、校准参数等。这些附加参数可以在大多数数字声音或图像光栅格式的标题中找到,然后是无单位数字序列。
下面是WAVE PCM 声音文件格式的示例(转换为 png 以供显示)。离散信号通常位于底部的“数据”子块中,但需要读取、收听、分析上述信息。
因为它们是这样定义的——没有特定的原因,这正是“离散时间信号”这个词的意思:我们认为信号是一个数字序列。
特别注意采样率/间隔对您对信号执行的任何 DSP 都没有影响。您的数字 FIR 滤波器根本不在乎。它乘以和增加数字。因此,该信息与我们考虑信号的方式无关。
在某些时候,您可能希望再次将信号解释为真实世界的频率。然后,您需要再次合并有关采样率的知识,但不是在任何较早的时间点 - 频率仅在“采样率的分数”中重要,而不是在 Hz 中。
这与您之前的问题非常吻合;例如:在数字领域,没有人关心你的 DFT 的第三个 bin 是否对应于某个真实世界的频率。这是第三个垃圾箱,这很重要。
诀窍实际上是试图停止为您的数字信号分配真实世界的时间和频率,除非您正在积极尝试专门估计具有真实世界意义的事物。始终在归一化频率下工作——20 Hz 采样率系统中的数字 3-5 Hz 带通与 200 MHz 采样率系统中的 30 至 50 MHz 带通相同(不仅相似!)。
当您设计这样的滤波器时,算法首先要做的是将 3 除以 20,然后将 30·10⁶ 除以 200·10⁶,然后使用“3/20”归一化频率进行计算。
