一阶保持

✍ dations ◷ 2025-07-04 10:22:31 #数字信号处理,电机工程,控制理论,信号处理

一阶保持(Frst-order hold、FOH)是一种重建信号(英语:signal reconstruction)的数学模型,可以透过传统的数位类比转换器(DAC)及称为积分器的模拟电路完成。一阶保持可以将讯号重建为分段线性(英语:Piecewise linear function)近似原始讯号的函数。在实务上,像一阶保持或零阶保持之类的保持电路有其必要性。根据采样定理,可以将离散后的讯号用狄拉克δ脉冲序列s()表示,再经过低通滤波器即可还原到原始的讯号。不过实务上无法输出狄拉克δ脉冲序列。利用传统的数位类比转换器以及一些线性类比电路就可以重建预测型或是延迟型的一阶保持电路。

虽然在实务上的作法有所不同,但可以将假想的狄拉克δ脉冲序列s()有特定特性的滤波器(英语:filter (signal processing))(若是线性时不变系统,可以用冲激响应完全描述其特性),因此每一个脉冲输入都可以产生正确的分段线性输出。

一阶保持是利用假想的滤波器(英语:filter (signal processing))或是线性时不变系统,将理想的取样讯号

转换为分段线性的讯号。

所得到的等效冲激响应为

等效频率响应是冲激响应的傅里叶变换

可以令 = 2 π ,得到FOH传递函数的拉普拉斯变换:

因为一阶保持滤波器的冲激响应在t小于0时就已有值,因此此系统是反因果系统。

延迟一阶保持(Delayed first-order hold)有时也称为因果一阶保持(causal first-order hold)和一阶保持相同,但输出会延迟一个取样周期才输出,因此会有延迟的分段连续信号

其等效冲激响应为

等效频率响应是冲激响应的傅里叶变换

可以令 = 2 π ,得到FOH传递函数的拉普拉斯变换:

延迟一阶保持为因果系统。冲激响应在t小于0时没有值。

这类的延迟一阶保持可以用增益为() = 1 − −1的数字滤波器,将数字滤波器(−)的输出送到传统的数位类比转换器(本质上是零阶保持),再用() = 1/()来积分DAC的输出。

预测型一阶保持(predictive first-order hold)和上二一个一阶保持的差异较大,预测型一阶保持是因果系统的假想线性时不变系统,可以将理论取样信号

转换为分段线性输出信号,会用目前取样以及上一次的取様来线性外推下一个取样点,此滤波器的输出为

其等效冲激响应为

等效频率响应为冲激响应的傅里叶变换。

可以令s = i 2 π f,得到FOH传递函数的拉普拉斯变换]:

此为因果系统。预测型一阶保持的冲激响应不会在输入脉冲之前就出现。

这种分段线性的重建信号方式可以用增益() = 1 − −1</sup的数字滤波器来实现,将数位滤波器的输出(就是−)接到理想的传统数位类比转换器(其本质上是零阶保持),将其输出接到类比滤波器,其传递函数为() = (1+)/()。

相关

  • 化学电池电化电池包含两种类型,一类是发生化学反应(氧化还原反应)将化学能转为电能的装置,又称伽凡尼电池;另一种则是输入电能引发化学反应的电解池。两个半电池可结合成一个电池。
  • 呫吨酮氧杂蒽酮(英语:xanthone)也称为“呫吨酮”,是一种有机化合物,其分子式为C13H8O2。氧杂蒽酮可由水杨酸苯酯经加热制得。1939年,氧杂蒽酮开始被用于制造杀虫剂,后来用作苹果蠹蛾(codli
  • B集团军B集团军群(德语:Heeresgruppe B)是第二次世界大战中,纳粹德国德国国防军下的一个集团军群。B集团军群参加过进攻西线的行动,担任占领荷兰和比利时的角色,并引诱盟军主力部队进入比
  • 温德尔·威尔基温德尔·路易斯·威尔基(Wendell Lewis Willkie 发音:/ˈwɪlki/;本名路易斯·温德尔·威尔基(Lewis Wendell Willkie),1892年2月18日-1944年10月8日),美国政治人物、律师、共和党人
  • 裂肋三叶虫目裂肋三叶虫目(学名:Lichida),简称裂肋虫目,为三叶虫纲下的其中一目。是典型多刺的三叶虫类。裂肋三叶虫类的胸部通常有8-13个环节,有一些种类具有非常多的刺。目前还无法得知裂肋
  • 美洲城市大学美洲城市大学(英语:American City University)是美国加州专上教育部 (BPPE) 注册的私立大学,总部设于弗雷斯诺。该院校亦是加州私立专上院校联会(CAPPS)的会员。美洲城市大学于200
  • 有胡女性有胡女性,是指女性有像男性一样胡须的实际或假造现象,近来也成为政治宣示或时尚宣示。这是一种存在人类中,极其罕见的人体现象。有时,打睾酮的女性也会长胡子。
  • 爱娃·玛丽·森特爱娃·玛丽·森特(英语:Eva Marie Saint,1924年1月4日-)是一位美国女演员,她曾获得1954年的奥斯卡最佳女配角奖(电影《码头风云》)。爱娃·玛丽·森特的演绎事业开始于百老汇,1950年
  • 乌姆雷特乌姆雷特(Umreth),是印度古吉拉特邦Anand县的一个城镇。总人口32192(2001年)。该地2001年总人口32192人,其中男性16685人,女性15507人;0—6岁人口3781人,其中男2051人,女1730人;识字率7
  • 户乡翔征户郷翔征(日语:戸郷 翔征/とごう しょうせい ,2000年4月4日-)是日本宫崎县都城市出身的职业棒球选手,司职投手,效力于日本职棒读卖巨人。74 村田善则 | 75 村田修一 | 77 元木大介