Реферат: Дискретно-аналоговое представление
где - интерполирующая (восстанавливающая, синтезирующая) функция. Функция
, (5)
т.е. есть функция с началом отсчета в точкемер выборки первичного сигнала. Суммирование в выражении (4) ведется по всем выборкам, участвующим в обработке. Определение вида функции
составляет сущность задачи выбора способа интерполяционной обработки.
На точность функции восстановления функции влияют следующие факторы:
-шумы интерполяции;
-шумы радиолинии;
-погрешности системы.
В дальнейшем будем учитывать только ошибку за счет интерполяции. Т.е. выборки будут считаться точными, а шумы отсутствующими. Тогда выражение для оценки первичного сигнала будет иметь следующий вид:
. (6)
Ошибка интерполяционной обработки в этом случае равна:
. (7)
При этом оценка должна быть получена на некотором интервале интерполяции
с учетом выборок, расположенных на конечном интервале обработки
. Интервал обработки
должен последовательно перемещаться в пределах интервала наблюдения
(рисунок 2).
Рисунок 2
Таким образом, функция должна быть восстановлена для всех значений времени, лежащих внутри интервала интерполяции
, путем использования выборок в моменты времени
.
Это возможно потому, что существует корреляционная зависимость между значением первичного сигнала
, моментами времени
и
. Интерполяция белого шума невозможна, т.к. его корреляционная функция есть дельта – функция.
Теоретически необходимо учитывать все отсчеты на интервале наблюдения
, т.е. полагать
=
. Но при этом результаты интерполяции могут быть получены спустя время
, и для реализации требуется устройство с большой памятью. С удалением точки опроса от интервала интерполяции
уменьшаются корреляционные связи и их учет дает малый вклад в ошибку интерполяции. Поэтому имеют смысл учитывать только те отсчеты, выборки которых коррелированны с функцией
на интервале интерполяции
, с коэффициентами корреляции К(τ) = 0.05 – 0.2. Конкретные значения К(τ) определяются требованиями к точности интерполяции.
2. Физическая трактовка процессов интерполяции сигналов
Основное математическое соотношение интерполяционной обработки:
, (8)
можно проиллюстрировать следующим образом (рисунок 3).
В качестве интерполяционной функции в этом примере используется функция . Интервалы интерполяции
и обработки
должны последовательно сдвигаться по времени. Операцию интерполяции можно выполнить с помощью линейного фильтра с импульсной характеристикой вида:
. (9)
Рисунок 3
Для доказательства этого утверждения обозначим сигнал на входе и выходе линейного фильтра через и
(рисунок 4):
Рисунок 4
Представим сигнал на входе линейного фильтра в виде последовательности кратковременных импульсов, площадь которых равна соответствующим выборкам
. (10)