传感器输出数据速率与带宽的理解

带宽是指传感响应的幅频特性,即随着震动频率不同,响应输出幅度也不同,在某个频率时输出下降3dB,即带宽。
但要将此时域数据序列不失真的重现出来,需要数据速率高于带宽的2倍。如带宽为80Hz,则数据速率须大于160Hz。
传感器的输入是机械运动,加速度对时间的函数,可以用傅里叶变换,转化成频谱图,转换到频域,也就有带宽了。大于0Hz的频率,表示正弦振荡,所以用160Hz采样80Hz的信号,是指每个振荡周期用两个采样点表示。

带宽为80Hz是指传感器所能感受到的振动频率最大为80Hz,如果超出80Hz,传感器会认为没有运动。就好像你的耳朵只能听到20k以内的声音,超过此频率的声音,你就听不见了,以为没声音,但蝙蝠能听到。

信号每秒刷新多少次,跟带宽表面上没有任何关系。

 

香农定理:

为了方便理解,假设我们采样的信号时域表示如下:

f(t)=Asin(ωt)

也就是在频域中只含有一个频率的正弦信号。为了确定该正弦信号的赋值A和角速度ω(和频率对应),需要我们在一个周期内至少采样两个点,也就是说采样的频率要大于等于两倍的正弦信号的频率。

推广至复杂的时域信号,就变成了采样频率要大于等于最大频率信号频率的两倍。

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