零,一,二... n阶保持


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矩形函数被定义为:

rect(t)={0if |t|>1212if |t|=121if |t|<12.

三角形函数被定义为:

tri⁡(t)={1−|t|,|t|<10,otherwise
为两个相同的单位矩形函数的卷积: 零阶保持和一阶保持使用这些功能。实际上,它具有: x Z O H(t )
tri⁡(t)=rect⁡(t)∗rect⁡(t)=∫−∞∞rect(τ)⋅rect(t−τ) dτ
用于零阶保持, x F O H(t )
xZOH(t)=∑n=−∞∞x(n)rect(t−n) 
一阶保持。由于 tri (t )= rect (t )* rect (t ),所以我想知道这是否只是一个巧合,或者对于二阶保持而言,脉冲响应是否为 tri (t )* tri (t )= (rect (t )∗ rect (t )) ∗ (rect (t
xFOH(t)=∑n=−∞∞x(n)tri(t−n) 
tri⁡(t)=rect⁡(t)∗rect⁡(t) 一般的第 k阶保持是否成立?即,将 x K − T H(t )
tri⁡(t)∗tri⁡(t)=(rect⁡(t)∗rect⁡(t))∗(rect⁡(t)∗rect⁡(t)).
k 其中 g k (t - n )是第k次阶保持的脉冲响应,我想知道它的脉冲响应是否为 g k (t - n ) =(rect (t )* RECT (吨)) *⋯*(RECT (吨)* RECT (吨)),
xK−TH(t)=∑n=−∞∞x(n)gk(t−n) 
gk(t−n)k
gk(t−n)=(rect⁡(t)∗rect⁡(t))∗⋯∗(rect⁡(t)∗rect⁡(t)),
k次。

kk>1rect⁡(t)k−1

1
@ robertbristow-johnson:类似于零阶保持(零阶多项式插值,即分段常数)和一阶保持(一阶多项式插值,即分段线性),第n个阶保持是n阶多项式的分段插值。这里提到(第6页)。
— Matt L.

1
这些以及@ robertbristow-johnson在下面的回答中描述的内容称为B样条曲线。
— Olli Niemitalo

任何人都可以用因子2的图像矩阵显示吗?而且,我不清楚这里的因素。
— user30462

Answers:


9

tri(t)⋆tri(t)4T=13

nthn

nthn+1

y[−1]y[0]y[1]

(1)P(t)=y[−1]t(t−1)2+y[0](1−t2)+y[1]t(t+1)2

(1)(1)

(2)y[−1]h(t+1)+y[0]h(t)+y[1]h(t−1)

h(t)[−1,2][0,1](1)(2)

(3)h(t)={12(t+1)(t+2),−1<t<01−t2,0≤t≤112(t−1)(t−2),1<t<20,otherwise

(3)在此处输入图片说明

我留给您说明,这种冲激响应不能通过将三个矩形函数相互卷积来生成。


马特,能否为您提供有关二阶保留的表示的参考。我100%坚信情节错了。
— 罗伯特·布里斯托

h(t)

P(−1)=y[−1]P(−1)=−y[−1]

(t−1)=2

6

nrect⁡(t−T/2T)n

x(t)x[n]≜x(nT)

x(t)=∑n=−∞∞x[n] sinc⁡(t−nTT)

这是具有频率响应的理想砖墙滤波器的输出:

H(f)=rect⁡(fT)={1|f|<12T0|f|>12T

当由理想的采样功能驱动时

xs(t)=x(t)⋅∑n=−∞∞δ(t−nTT)=x(t)⋅T∑n=−∞∞δ(t−nT)=T∑n=−∞∞x(t)δ(t−nT)=T∑n=−∞∞x(nT)δ(t−nT)=T∑n=−∞∞x[n]δ(t−nT)

xs(t)H(f)x(t)TH(f)1

这意味着这种理想的砖墙滤波器的脉冲响应为

h(t)=F−1{H(f)}=1Tsinc⁡(tT)

x(t)

x(t)=h(t)⊛xs(t)

h(t)

x[n]

xDAC(t)=∑n=−∞∞x[n] rect⁡(t−nT−T2T)

它可以建模为具有脉冲响应的滤波器

hZOH(t)=1Trect⁡(t−T2T)

xs(t)

xDAC(t)=hZOH(t)⊛xs(t)

隐式重构滤波器的频率响应为

HZOH(f)=F−1{hZOH(t)}=1−ej2πfTj2πfT=ejπfTsinc⁡(fT)

注意在该频率响应中恒定的半采样延迟。这就是零阶保持的来源。

xs(t)

xDAC(t)xs(t)xDAC(t)

您如何摆脱跳跃间断?可能将它们变成一阶导数的不连续性。如果您在连续时域中进行积分,则可以使用它来完成。因此,一阶保持是指DAC的输出通过传递函数为的积分器运行的情况1j2πfTx[n]−x[n−1]X(z)−z−1X(z)=X(z)(1−z−1)

(1−z−1)(1−(ej2πfT)−1)=1−(e−j2πfT)

HFOH(f)=F−1{hFOH(t)}=(1−ej2πfTj2πfT)2=ej2πfTsinc2⁡(fT)

这种冲动的反应是

hFOH(t)=F{HFOH(f)}=(rect⁡(t−T2T))⊛(rect⁡(t−T2T))=1Ttri⁡(t−TT)

ejπfTsinc⁡(fT)rect⁡(t−T2T)


这最终将收敛为一个高斯冲激响应,我对此没有太多的直觉。我坚信n阶保持-与ZOH和FOH完全相似-n阶多项式插值器。我与其他几位作者分享了这一观点:例如,这些作者和另一位作者。我还没有看到您对其他任何地方的n阶保持的解释。
— 马特·

nn+1n(n−1)

2

另一个问题被标记为与此重复。在那里也有人问什么是多边形保持。它和多边形保持似乎是线性插值的同义词,在线性插值中,“点被连接”,而不是像预测的一阶保持中的锯一样的输出。用线连接样本需要事先知道下一个样本,以便将线对准正确的方向。在事先不知道样本的实时控制系统的情况下,这意味着输出必须延迟一个采样周期才能使线路连接到样本。

多项式保持(不是多边形保持)包括零阶保持和一阶保持。

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