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Amostragem de um sinal contínuo: Amostragem Qual é a relação entre a Transformada de Fourier (CTFT) de xC(t) e a DTFT de x[n] ? Modelo simples: amostragem impulsiva: Amostragem D(t) pode ser expresso pela série de Fourier cujos coeficientes são: Amostragem Portanto: Podemos então escrever: Amostragem cuja Transformada de Fourier (CTFT) é: WT = 2p/T é a frequência de amostragem. Amostragem WT < 2WM aliasing WT > 2WM Amostragem Taxa de Nyquist: WT = 2WM (amostragem crítica) Oversampling: WT > 2WM Undersampling: WT < 2WM Algumas definições: Amostragem Relação entre : Aplicando a CTFT: Amostragem CTFT de xS(t): DTFT de x[n]: Portanto: Como então, finalmente: Amostragem Amostragem xC(t) = cos ((3WT/8)t) x[n] = cos ((3p/4)n) Amostragem xC(t) = cos ((5WT/8)t) x[n] = cos ((3p/4)n) No domínio do tempo: xC(t) = cos ((5WT/8)t) xC(t) = cos ((3WT/8)t) Amostragem Teorema da Amostragem: Um sinal contínuo 𝑥𝐶(𝑡) limitado em frequência, com 𝑋𝐶 𝑗Ω = 0 para Ω > Ω𝑀, é unicamente determinado por suas amostras 𝑥𝐶 𝑛𝑇 se Ω𝑇 ≥ 2Ω𝑀 onde Ω𝑇 = 2𝜋 𝑇 . Geralmente o sinal de interesse possui energia espúria (ruído) em frequências elevadas é necessário um filtro analógico para evitar aliasing. Filtragem Anti-aliasing Recuperação do Sinal Analógico Se a condição de Nyquist for satisfeita, o sinal contínuo 𝑥𝐶(𝑡) pode ser recuperado, passando-se o trem de impulsos 𝑥𝑆(𝑡) por um filtro passa-baixas analógico 𝐻𝑟(𝑗Ω) com frequência de corte Ω𝐶 tal que Ω𝑀 < Ω𝐶 < (Ω𝑇 − Ω𝑀) ou seja: 𝐻𝑟 𝑗Ω = 𝑇, Ω ≤ Ω𝐶 0, Ω > Ω𝐶 A resposta ao impulso de 𝐻𝑟(𝑗Ω) é: ℎ𝑟 𝑡 = 𝑇 2𝜋 𝑒𝑗Ω𝑡𝑑Ω = 𝑠𝑒𝑛(Ω𝐶𝑡) Ω𝑇𝑡/2 Ω𝐶 −Ω𝐶 Recuperação do Sinal Analógico O trem de impulsos 𝑥𝑆(𝑡) é dado por 𝑥𝑆 𝑡 = 𝑥(𝑛)𝛿(𝑡 − 𝑛𝑇) ∞ 𝑛=−∞ Portanto, a saída do filtro 𝐻𝑟(𝑗𝛺) com entrada 𝑥𝑆(𝑡), assumindo Ω𝐶 = Ω𝑇 2 = 𝜋/𝑇 , é: 𝑥 𝐶 𝑡 = 𝑥(𝑛)ℎ𝑟 𝑡 − 𝑛𝑇 ∞ 𝑛=−∞ = 𝑥(𝑛) 𝑠𝑒𝑛 𝜋 𝑡 − 𝑛𝑇 /𝑇 𝜋 𝑡 − 𝑛𝑇 /𝑇 ∞ 𝑛=−∞ Recuperação do Sinal Analógico Amostragem de um Sinal Passa-Faixa Quando o sinal a ser amostrado é limitado em uma faixa de frequências mais altas Ω𝐿 ≤ Ω ≤ Ω𝐻, em geral não será necessário utilizar uma frequência de amostragem Ω𝑇 ≥ 2Ω𝐻 para prevenir aliasing. Definindo a largura da banda ΔΩ = Ω𝐻 − Ω𝐿, e considerando Ω𝐻 = MΔΩ com M inteiro, podemos escolher Ω𝑇 = 2ΔΩ Neste caso: 𝑋𝑆 𝑗Ω = 1 𝑇 𝑋𝐶(𝑗(Ω − 2𝑛 ∞ 𝑛=−∞ ΔΩ)) 𝑋𝐶(𝑗Ω) 𝑋𝑆(𝑗Ω) Amostragem de um Sinal Passa-Faixa Se Ω𝐻 ≠ MΔΩ, podemos estender artificialmente a banda, considerando ΔΩ′ = Ω𝐻 − Ω0, com Ω0 ≤ Ω𝐿 e Ω𝐻 = MΔΩ ′, e escolher Ω𝑇 = 2ΔΩ′ A reconstrução do sinal analógico pode ser feita por um filtro passa-faixa com resposta em frequência: 𝐻𝑟 𝑗Ω = 𝑇, Ω𝐿≤ Ω ≤ Ω𝐻 0, 𝑜𝑢𝑡𝑟𝑜 Ω
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