一阶保持

✍ dations ◷ 2025-06-14 14:02:33 #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

  • 下击暴流下击暴流(英文:Downburst)是在地面或地面附近由对流性下沉气流引起的破坏性的强风,水平尺度为1公里到10公里。由日本气象学家藤田哲也首先发现,下击暴流到达地面或靠近地面时可产
  • 猫科猫亚科 Felinae 豹亚科 Pantherinae †剑齿虎亚科 Machairodontinae †原小熊猫亚科 Proailurinae猫科包括狮子、老虎和豹等动物,是食肉目的9个科中最具肉食性的哺乳动物。第
  • 本德市本德(Bend)位于美国俄勒冈州中部,德舒特河畔、喀斯喀特山脉脚下,是德舒特县的县治。根据美国2000年人口普查,共有人口52,029人,其中白人占93.98%、亚裔美国人占1%。
  • 骄傲游行骄傲游行,或称同志游行(英语:Gay Pride),是城市的LGBT族群(包括男同性恋,女同性恋,双性恋、跨性别、双性人、酷儿、无性恋等)为了支持LGBT权利所举行的游行庆典。骄傲游行的地点及日
  • 水运仪象台水运仪象台,由北宋苏颂发明的自动化机械化天文演示装置。元祐元年(1086年)苏颂检验太史局的浑仪时,决心要将浑仪、浑象和报时装置结合。苏颂拜访吏部守当官韩公廉,取得张衡、张思
  • 阿图·葛文德阿图·葛文德(Atul Gawande,1965年11月5日-),是一位印裔美籍外科医生和新闻工作者。葛文德作为优化现代医疗保健体系方面的专家而闻名于世。他是白宫最年轻的健康政策顾问,影响奥
  • 永备尺永备尺泛指随身的测量长度工具。其测量精度较差,常用于野外在没有专业工具时提供粗糙测量。使用永备尺需要提前了解永备尺长度。常用的永备尺包括:
  • 花水藓科参见正文花水藓科也叫苔草科,只有1属—松尾属()约10种,全部生长在热带和亚热带的美洲和非洲。本科植物为水生植物,沉水或浮水。1981年的克朗奎斯特分类法将其列入鸭跖草目,1998年
  • 德米特里·伊里奇·乌里扬诺夫德米特里·伊里奇·乌里扬诺夫(俄语:Дми́трий Ильи́ч Улья́нов 1874年8月4日-1943年7月16日)俄罗斯医生和革命家,亚历山大·乌里扬诺夫和列宁的弟弟。就
  • 余国佩余国佩,字振行,清代徽州婺源县人。中年弃儒习医,名噪于时。著有《燥湿论》、《医理》。创万病之源,提出“燥湿为本”说。余国佩,清代徽州婺源县沱川人,国学生。为人温恭沈静,中年弃