信号処理において、帯域通過サンプリングは、エネルギーの大部分が狭い周波数帯域に集中している信号をサンプリングする効果的な手法です。このような信号は、帯域通過信号と呼ばれます。帯域通過サンプリングの重要な原則は、エイリアシングを防ぐために、信号の帯域幅の 2 倍を超える周波数で信号をサンプリングすることです。
帯域通過信号には、ω_1 で示される下限周波数と ω_2 で示される上限周波数のスペクトルがあります。スペクトルは、この特定の周波数範囲内でのみゼロではありません。この信号をサンプリングするには、時間領域信号にインパルス列を乗算して、サンプリングされた信号を生成します。次に、このサンプリングされた信号のスペクトルは、信号の元のスペクトルとインパルス列のスペクトルを 2π の範囲で畳み込むことによって得られます。この畳み込みプロセスにより、信号のスペクトルは 2π/T の周期で定期的に繰り返されます。ここで、T はサンプリング間隔であり、T が増加すると、繰り返されるスペクトルの間隔は狭くなります。
エイリアシングは、これらの繰り返しスペクトルが重なり合う現象ですが、繰り返しスペクトル間の間隔が信号の帯域幅よりも大きいことを確認することで回避できます。繰り返しスペクトル間の適切な分離を維持するために、T の最大値の慎重な選択が必要です。
実際には、フィルタを使用して、必要な範囲内の周波数を分離して通過させます。これらのフィルタには、狭い帯域内の周波数のみを通過させるように設計された特定の定数と周波数があり、エイリアシングを防ぎながら元の信号の完全性を維持します。このプロセスにより、信号が正確にサンプリングされ、歪みなく再構築されます。
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