什麼是混疊

超過取樣頻率一半的成分,被錯誤地呈現為較低頻率成分的現象。在AD轉換之前以低通濾波器防止。

日文名稱: エイリアシング

「混疊」出現在2領域的6道練習題中(AD/DA轉換, 類比與電子電路等)。

混疊(折返)的範例 時間 10 kHz的原始訊號 以12 kHz取樣的樣本 表觀的2 kHz 超過取樣頻率一半的成分,會偽裝成較低的頻率
混疊(折返)的範例 · 在圖解集中查看

這個名詞所屬的領域: AD/DA轉換

練習混疊的題目

要對含有最高20 kHz成分的類比訊號取樣而不產生混疊(aliasing),所需的取樣頻率為下列何者?

  1. A10 kHz以上
  2. B剛好20 kHz
  3. C高於40 kHz的頻率
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正確答案:C. 高於40 kHz的頻率

依據取樣定理,以高於最高頻率2倍的頻率取樣即可還原原訊號,20 kHz則需要高於40 kHz的頻率。實務上無法以濾波器陡峭地截止,因此需保留餘裕,音樂CD以44.1 kHz取樣(將20~22.05 kHz用作濾波器的過渡頻帶)。取樣頻率的一半稱為奈奎斯特頻率。

置於ADC前級的抗混疊濾波器,使用的是哪一種濾波器?

  1. A高通濾波器
  2. B帶拒濾波器
  3. C低通濾波器
查看答案與解析

正確答案:C. 低通濾波器

若超過奈奎斯特頻率(取樣頻率的一半)的成分進入ADC,就會折返成低頻的假訊號,事後既無法區分也無法去除。因此要在ADC前放置低通濾波器,去除高於奈奎斯特頻率的成分。由於陡峭的濾波器不易製作,也常見以過取樣拉開餘裕、僅用簡單的1~2階RC濾波器的設計。

解析中的「混疊」

出現「混疊」的題目(6題)

  1. 要對含有最高20 kHz成分的類比訊號取樣而不產生混疊(aliasing),所需的取樣頻率為下列何者?
  2. 置於ADC前級的抗混疊濾波器,使用的是哪一種濾波器?
  3. 不使用抗混疊濾波器,以取樣頻率12 kHz對10 kHz的正弦波取樣,會呈現為幾Hz的訊號?
  4. 下列哪一項是巴特沃斯特性低通濾波器的正確特徵?
  5. 關於AD轉換中的「取樣(sampling)」,下列說明何者正確?
  6. 以低於中心頻率70 MHz、頻寬10 MHz訊號的取樣頻率刻意取樣,並兼作頻率轉換的手法為下列何者?

相關名詞

奈奎斯特頻率 取樣定理 過取樣 截止頻率 抖動(Jitter) 失碼 快閃式ADC 取樣保持電路 逐次逼近式ADC 量化誤差

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