零阶保持

✍ dations ◷ 2025-10-30 23:26:26 #数字信号处理,电机工程,控制理论,信号处理

零阶保持(zero-order hold)简称ZOH,是传统数位模拟转换器(DAC)上信号重建(英语:signal reconstruction)的数学模型。此作法会在各取样区间之间,让信号维持之前的值,以此方式将离散信号转换为连续信号,在电子通讯上有许多的应用。

零阶保持可以从取样数列重建为以下的连续时间信号,假设每一个取样的时间间隔都是:

函数 r e c t ( t T / 2 T ) {\displaystyle \mathrm {rect} \left({\frac {t-T/2}{T}}\right)} s()经过低通滤波器还原为连续信号 ()。

虽然实际的数位类比转换器(DAC)不是以此方式进行,不过其其特性可以建模为将假想脉冲序列s()用LTI滤波后所得的特性,而此滤波器的特性是每一个输入脉冲都可以产生持续到下一个取样点的常数步阶输出。

一开始先从取样讯号,配合delta函数建立连续讯号:

其中的比例是因为将delta函数配合时间调整比例而产生的,其意思是使()的平均值等于在取样的数值,因此低通滤波器的直流增益设定为1即可。有些文献使用这种比例调整方式,不过许多文献不考虑delta函数的系数'TT

零阶保持是假想的滤波器(英语:filter (signal processing))或线性系统,可以将调变后的迪拉克脉冲()转换为片段连续的讯号(如图2)。

其等效的冲激响应(如图4)为:

其等效频率响应为冲激响应的傅里叶变换。

ZOH的传递函数拉普拉斯变换可以用将替代为 2 π 而得

实际的数位类比转换器(DAC)不会输出狄拉克δ函数的序列s()(因此,若是理想的低通滤波,会在取样前得到独特的带宽受限制的讯号),会输出方波的序列ZOH()(阶跃函数),因此ZOH在DAC的频率响应中会有一个本质造成的影响,在频率较高时,会有轻微的信号衰减(英语:roll-off)(在奈奎斯特频率处降低3.9224 dB,对应sinc(1/2) = 2/π)。此衰减是因为传统DAC的“保持”特性,不是因为在传统类比数位转换器前面的sample and hold(英语:sample and hold)电路的影响。

相关

  • 彼得·德拜德国 荷兰亚琛科技大学苏黎世大学(1911年-1912年) 乌得勒支大学(1912年-1914年) 格奥尔格-奥古斯特格丁根大学(1914年-1920年) 苏黎世联邦理工学院(1920年-1927年) 莱比锡大学(1927年
  • 同步数字体系同步数字体系(Synchronous Digital Hierarchy,SDH),根据国际电信联盟远程通信标准化组( ITU-T)的建议定义,是不同速度的数字信号的传输提供相应等级的信息结构,包括复用方法和映射方
  • 病理切片活体组织切片(biopsy),从动物或人类身上取下少量活组织作病理学诊断的一种检查方法。活检对肿瘤的临床诊断有重要意义,不仅可以确定其组织分类,还可确定其良性或恶性,为治疗提供依
  • 走出非洲《走出非洲》(英语:Out of Africa)是1985年出品的一部美国电影,导演是薛尼·波勒,主演罗伯特·雷德福、梅丽尔·斯特里普和Klaus Maria Brandauer。该片先后获得过28个电影奖,其中
  • 俄罗斯天然气工业股份公司西伯利亚石油公司(现俄罗斯天然气工业石油公司,Газпром нефть) homepage =俄罗斯天然气工业股份公司(俄语:Открытое Акционерное Об
  • 贵腐甜白酒贵腐甜白酒(德语:Trockenbeerenauslese),又名贵腐酒,是一种甜葡萄酒,源自匈牙利,利用过分成熟而在树上干萎的葡萄酿制。特色是糖分比较高,味道甜美,给认为是顶级的甜白葡萄酒。一般而
  • 远遁基银汉鱼远遁基银汉鱼,为辐鳍鱼纲银汉鱼目拟银汉鱼科的其中一种,分布于南美洲秘鲁安地斯山脉淡水流域,为温带淡水鱼,栖息在海底2000米的溪流,生活习性不明。 维基物种中有关远遁基银汉鱼
  • 非洲灵猫非洲灵猫(学名:)是非洲热带的麝猫。它们不像其他灵猫科般像猫,反而像短小的狗。它们的毛粗糙,有黑点及白间,面部呈白色,眼睛有黑斑及淡色的吻。它们的肛腺,可以分泌灵猫酮来划定地盘
  • 蔡子昭蔡子昭(1888年-1936年),名世贤,字天弧。彰化县鹿港镇人。洪弃生弟子,日治时期寓居台中,设帐授徒。为栎社、大冶吟社成员,诗词兼修。著有《蕉窗吟草》,辑有《古今诗话菁华》、《诗话杂
  • 克里斯托弗·肖尔曼克里斯托弗·肖尔曼(英语:Christopher Showerman;1971年6月24日-),是一位美国男演员,因出演过电影《森林泰山2》饰演乔治而知名。