抽樣函數英文解釋翻譯、抽樣函數的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【計】 sampling function
分詞翻譯:
抽樣的英語翻譯:
sample
【計】 sampling
【化】 samples drawn
【醫】 sampling
【經】 sample; sampling; specimen
函數的英語翻譯:
function
【計】 F; FUNC; function
專業解析
在信號處理領域,"抽樣函數"(英文:Sampling Function)通常指數學上的sinc函數,其标準定義為:
抽樣函數 (sinc function):
$$
mathrm{sinc}(t) = begin{cases}
frac{sin(pi t)}{pi t}, & t
eq 0
1, & t = 0
end{cases}
$$
詳細解釋
-
數學定義與特性
抽樣函數的核心是歸一化的sinc函數(即上述定義)。其特點包括:
- 在 ( t = 0 ) 處取得最大值1(由洛必達法則或極限定義)。
- 波形為衰減振蕩,主瓣位于 ([-1, 1]) 區間,旁瓣向兩側延伸。
- 是偶函數,即 (mathrm{sinc}(-t) = mathrm{sinc}(t))。
- 其傅裡葉變換是矩形脈沖(理想低通濾波器)。
-
物理意義與應用
抽樣函數在信號處理中扮演核心角色:
- 理想重構:根據奈奎斯特-香農采樣定理,一個帶寬受限的連續時間信號,可以通過其采樣點完美重構,重構公式即為采樣值與抽樣函數的卷積:( x(t) = sum_{n=-infty}^{infty} x(nT) cdot mathrm{sinc}(frac{t - nT}{T}) ),其中 ( T ) 為采樣間隔。這體現了抽樣函數作為理想插值核的作用。
- 頻譜表征:抽樣函數的傅裡葉變換是矩形函數,使其成為分析理想低通濾波器和帶限信號頻譜的理想模型。
- 濾波器設計:許多實際濾波器(如窗函數法設計的FIR濾波器)的脈沖響應是抽樣函數的截斷或加窗版本。
-
工程價值
抽樣函數是連接連續時間信號與離散時間信號的橋梁:
- 它量化了在滿足采樣定理條件下,無失真恢複原始信號的理論可能性。
- 為實際系統中的采樣、量化、重構過程提供了理論基準和誤差分析依據。
- 在通信系統、圖像處理、音頻編碼等領域有廣泛應用。
權威參考來源
- 經典教材:奧本海姆(Alan V. Oppenheim)與謝弗(Ronald W. Schafer)合著的《離散時間信號處理》(Discrete-Time Signal Processing)對抽樣函數的定義、性質及其在采樣定理中的應用有系統闡述。
- 國際标準:國際電信聯盟(ITU)的無線電通信部門(ITU-R)在其關于數字音頻廣播、電視信號傳輸等建議書中,隱含應用了基于抽樣函數的采樣理論框架。
- 數學工具書:《數學函數手冊》(Handbook of Mathematical Functions)等權威數學參考書收錄了sinc函數的詳細數學性質。
網絡擴展解釋
抽樣函數(Sampling Function),通常指信號處理中的Sa函數(也稱為sinc函數),是描述理想采樣與信號重建過程的核心數學工具。以下是詳細解釋:
1.定義與數學表達式
抽樣函數的标準形式為:
$$
Sa(t) = frac{sin(t)}{t}
$$
歸一化的sinc函數則為:
$$
mathrm{sinc}(t) = frac{sin(pi t)}{pi t}
$$
兩者僅在縮放參數上有差異,但本質相同,用于信號采樣與插值。
2.關鍵性質
- 積分性質:在全體實數域積分為$pi$(非歸一化形式)或$1$(歸一化形式)。
- 傅裡葉變換:Sa函數的傅裡葉變換是矩形脈沖,即:
$$
mathcal{F}{Sa(t)} = begin{cases}
1 & |omega| leq 1
0 & text{其他}
end{cases}
$$
這體現了其在頻域的帶限特性。
3.應用場景
- 信號采樣:根據奈奎斯特采樣定理,若信號最高頻率為$f{text{max}}$,采樣頻率需$geq 2f{text{max}}$,此時可用Sa函數完美重建原信號。
- 信號重建:通過将離散樣本與Sa函數卷積,恢複連續信號。即:
$$
x(t) = sum_{n=-infty}^{infty} x(nT) cdot Saleft(frac{t - nT}{T}right)
$$
其中$T$為采樣間隔()。
4.注意事項
- 理想性與局限性:Sa函數是非因果且無限長的,實際工程中需用有限長的濾波器(如升餘弦濾波器)近似。
- 與狄拉克函數的關系:Sa函數的極限形式趨近于狄拉克脈沖(Dirac delta function),用于采樣建模。
5.擴展概念
- 統計學的抽樣函數:若指統計學中的抽樣方法,則可能涉及概率密度函數(PDF)或累積分布函數(CDF),用于描述樣本抽取的隨機過程。但此含義較少直接稱為“抽樣函數”。
抽樣函數的核心意義在于信號處理領域,是實現連續信號與離散樣本轉換的橋梁,理論價值顯著但需結合實際應用調整。
分類
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
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