與rms 取樣點數對RMS的影響

2021-10-16 03:10:26 字數 1161 閱讀 2406

前言:

訊號採集是指將連續的物理量轉化成便於分析的數碼訊號的過程,一般要求所採集的訊號能夠包含足夠的資訊,以便準確表達原有訊號的特徵。本文通過理論推導和例項分析**了如何保證幅值的不失真。

理論分析:

對於乙個頻率為f的穩態正弦訊號y=sin(2*pi*f*t),根據有效值的定義可知其有效值:

例項計算:

設一訊號頻率1000hz有效值為1,對其進行取樣(fs=2560hz),不同取樣點數n對應的rms如圖1所示,其中不同的曲線代表不同的初始相位(0-2pi,步長為0.3rad/s)。從圖中可以看出隨著取樣點數n逐漸增大,rms逐漸收斂於1。保持取樣頻率為2560hz不變,採集有效值為1頻率分別為:1000hz、500hz、100hz和20hz的訊號,並計算不同取樣點數下的rms其結果如圖2所示,每條曲線為如圖1所示的一組曲線的上包絡曲線。

以上是對訊號的時域rms進行分析,以下對頻域幅值還原情況進行證,設有一幅值為1的訊號y1=sin(2*pi*20000*t),用fs=51200的取樣率對其進行取樣,取樣時長為2s。對採集的資料進行fft運算,得到的結果如圖3所示,可見幅值被準確還原。

圖1 1000hz正弦訊號取樣點數和訊號rms的關係

圖 2 不同頻率訊號rms和取樣點數的關係

圖 3 訊號的頻域分析

結論:

在取樣頻率滿足取樣定理的情況下,當採集的資料點足夠多時就可以保證訊號幅值就不會失真。

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