1、8-2 8-2 信号的采样与保持信号的采样与保持一、采样过程一、采样过程采样器的采样过程可以用一个周期性闭合的采样开关S来表示，如下图所示。把连续信号变换为脉冲序列的装置称为采样器，又叫采样开关。假设采样开关每隔T时间闭合一次，闭合的持续时间为；连续信号e(t)经采样后的离散信号e*(t)为宽度等于的调幅脉冲序列；在采样瞬时nT(n0，1，2，)时出现。如果采样所得的脉冲序列的脉冲持续时间极短，以致远小于采样周期T和系统连续部分的时间常数。那么就可以认为 0，这样，采样器就可以用一个理想采样器来代替，如下图c所示。e*(t)为一串理想脉冲序列，在采样瞬时的脉冲强度等于相应时刻e(t)的幅值，即
2、为e(0)，e(T)，e(2T)，。其中T(t)是调幅器的载波，如下图b所示。可以认为，理想采样器的输出信号e*(t)是输入连续信号e(t)调制在载波T(t)上的结果。假设当t0时e(t)0，如用数学形式描述上述调制过程，则有 单位理想脉冲序列T(t)的表达式其中(tnT)是出现在时刻tnT时，强度为1的单位脉冲，将上式展开写成 (t)经调制所得到理想脉冲序列e*(t)可表示为 )()()(*TteteT0)()(nTnTtT0)()(nnTtnTe)()2()()()(nTtTtTttTT)()()(*TteteT)()()2()2()()()()0(nTtnTeTtTeTtTete.,;,
3、;,)snj(*T1)(j*2T)m(T 2mTT mT22T2,m2 m .,m2,m2 甚至不稳定降低系统的动态性能的误差过长又有较大担将增加不必要的计算负但周期太短效果越好控制了解得越多对系统控制过程的信息采样周期选得越小有对率连续信号频谱的上限频恢复到原连续信号脉冲序列能无失真地再则经采样得到的即等于如果采样角频率大于或neess02sm|)(|je2sn二、采样定理(Shannon)三、采样周期的选取控制过程采样周期(s)流量1压力5液面520成分20温度四、四、信号保持信号保持 )()(nT ssnTeet)(teh)(te1、零阶保持器(zero order holder)信号保
4、持是指将离散信号-脉冲序列转换成连续信号的过程。用于这种转换的元件为保持器。它的任务是解决各采样点之间的插值问题，最常用的是零阶保持器。0,1,2,n (nT)(nT)(t)*nTteee作用：使采样信号e*(t)每个采样瞬时的采样值e(nT)，n0，1，2，一直保持到下一个采样瞬时，从而使采样信号变成阶梯信号 eh(t)，如右图所示。由于eh(t)在每个采样区间内的值均为常值且其导数为零，故称为零阶保持器。零阶保持器的传递函数和频率特性sesGTsh1)(jejGTjh1)(22sin2sin2)(2TTTTjGh2)(TjGh 零阶保持器是一个低通滤波器，它除了允许主要频谱分量通过外，还允许通过部分高频成分。所以，eh(t)和 e(t)是不同的。2、一阶保持器000s)1(nT ,nT-t )()(nT sTs1)T-(n)(TntnTeeesnTes
