抽样函数英文解释翻译、抽样函数的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【计】 sampling function
分词翻译:
抽样的英语翻译:
sample
【计】 sampling
【化】 samples drawn
【医】 sampling
【经】 sample; sampling; specimen
函数的英语翻译:
function
【计】 F; FUNC; function
专业解析
在信号处理领域,"抽样函数"(英文:Sampling Function)通常指数学上的sinc函数,其标准定义为:
抽样函数 (sinc function):
$$
mathrm{sinc}(t) = begin{cases}
frac{sin(pi t)}{pi t}, & t
eq 0
1, & t = 0
end{cases}
$$
详细解释
-
数学定义与特性
抽样函数的核心是归一化的sinc函数(即上述定义)。其特点包括:
- 在 ( t = 0 ) 处取得最大值1(由洛必达法则或极限定义)。
- 波形为衰减振荡,主瓣位于 ([-1, 1]) 区间,旁瓣向两侧延伸。
- 是偶函数,即 (mathrm{sinc}(-t) = mathrm{sinc}(t))。
- 其傅里叶变换是矩形脉冲(理想低通滤波器)。
-
物理意义与应用
抽样函数在信号处理中扮演核心角色:
- 理想重构:根据奈奎斯特-香农采样定理,一个带宽受限的连续时间信号,可以通过其采样点完美重构,重构公式即为采样值与抽样函数的卷积:( x(t) = sum_{n=-infty}^{infty} x(nT) cdot mathrm{sinc}(frac{t - nT}{T}) ),其中 ( T ) 为采样间隔。这体现了抽样函数作为理想插值核的作用。
- 频谱表征:抽样函数的傅里叶变换是矩形函数,使其成为分析理想低通滤波器和带限信号频谱的理想模型。
- 滤波器设计:许多实际滤波器(如窗函数法设计的FIR滤波器)的脉冲响应是抽样函数的截断或加窗版本。
-
工程价值
抽样函数是连接连续时间信号与离散时间信号的桥梁:
- 它量化了在满足采样定理条件下,无失真恢复原始信号的理论可能性。
- 为实际系统中的采样、量化、重构过程提供了理论基准和误差分析依据。
- 在通信系统、图像处理、音频编码等领域有广泛应用。
权威参考来源
- 经典教材:奥本海姆(Alan V. Oppenheim)与谢弗(Ronald W. Schafer)合著的《离散时间信号处理》(Discrete-Time Signal Processing)对抽样函数的定义、性质及其在采样定理中的应用有系统阐述。
- 国际标准:国际电信联盟(ITU)的无线电通信部门(ITU-R)在其关于数字音频广播、电视信号传输等建议书中,隐含应用了基于抽样函数的采样理论框架。
- 数学工具书:《数学函数手册》(Handbook of Mathematical Functions)等权威数学参考书收录了sinc函数的详细数学性质。
网络扩展解释
抽样函数(Sampling Function),通常指信号处理中的Sa函数(也称为sinc函数),是描述理想采样与信号重建过程的核心数学工具。以下是详细解释:
1.定义与数学表达式
抽样函数的标准形式为:
$$
Sa(t) = frac{sin(t)}{t}
$$
归一化的sinc函数则为:
$$
mathrm{sinc}(t) = frac{sin(pi t)}{pi t}
$$
两者仅在缩放参数上有差异,但本质相同,用于信号采样与插值。
2.关键性质
- 积分性质:在全体实数域积分为$pi$(非归一化形式)或$1$(归一化形式)。
- 傅里叶变换:Sa函数的傅里叶变换是矩形脉冲,即:
$$
mathcal{F}{Sa(t)} = begin{cases}
1 & |omega| leq 1
0 & text{其他}
end{cases}
$$
这体现了其在频域的带限特性。
3.应用场景
- 信号采样:根据奈奎斯特采样定理,若信号最高频率为$f{text{max}}$,采样频率需$geq 2f{text{max}}$,此时可用Sa函数完美重建原信号。
- 信号重建:通过将离散样本与Sa函数卷积,恢复连续信号。即:
$$
x(t) = sum_{n=-infty}^{infty} x(nT) cdot Saleft(frac{t - nT}{T}right)
$$
其中$T$为采样间隔()。
4.注意事项
- 理想性与局限性:Sa函数是非因果且无限长的,实际工程中需用有限长的滤波器(如升余弦滤波器)近似。
- 与狄拉克函数的关系:Sa函数的极限形式趋近于狄拉克脉冲(Dirac delta function),用于采样建模。
5.扩展概念
- 统计学的抽样函数:若指统计学中的抽样方法,则可能涉及概率密度函数(PDF)或累积分布函数(CDF),用于描述样本抽取的随机过程。但此含义较少直接称为“抽样函数”。
抽样函数的核心意义在于信号处理领域,是实现连续信号与离散样本转换的桥梁,理论价值显著但需结合实际应用调整。
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