エイリアシングが本質的に非線形であるのはなぜですか?


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たとえば、2つの信号がある場合 x(t) そして y(t) スペクトルを追加してそれぞれを変換すると、結果は次の変換と同じになるため、操作は線形になります。 (x+y)(t)

サンプリング系列を見ても、無限要素はそれぞれ線形に加算されます。

しかし、非線形演算のエイリアスはどのように行われ、それは数学的にどのように証明されますか?

回答:


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あなた「エイリアス」ではなくイメージ」を意味すると思います。リサンプリングからの折り返しがある場合、それらはエイリアスになります。

2つの信号を追加していないからです。x(t) そして III(t)、これらの画像が表示されるようにそれらを乗算しています。

xs(t)x(t)III(t/T)=x(t)n=+Tδ(tnT)=Tn=+x(t)δ(tnT)=Tn=+x(nT)δ(tnT)=Tn=+x[n]δ(tnT)

ここで、およびx[n]x(nT)

III(u)n=+δ(un)

III(t/T)=n=+δ(tTn)=n=+δ(tnTT)=n=+Tδ(tnT)=k=+ejk2πTt

最後の行は、フーリエ級数を行うことからのものです。あなたはフーリエ変換のシフトプロパティがトランスフォームを使用する場合さて、その後、フーリエ変換のありますxs(t)

Xs(f)F{xs(t)}=F{x(t)III(t/T)}=F{x(t)k=+ejk2πTt}=F{k=+x(t)ejk2πTt}=k=+F{x(t)ejk2πTt}=k=+X(fkT)

ここで、です。X(f)F{x(t)}

その乗算の非線形プロセスは、以前存在しなかった周波数成分を生成します。これらの新しいコンポーネントは単純にシフトされたバージョンであり、「イメージ」と呼ばれますx(t)X(f)


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システムの直線性の定義から、オペレータをサンプリング下エイリアシングのプロセスがあるように思わリニア私は長期仮定... 1 折り返し歪みはやや誤解を招くプロセスが非線形であることを理解することを作成します。サンプリングは線形(ただし時変)の操作であり、エイリアシングはサンプリングの特定のケースであり、スペクトルのオーバーラップがあります。しかし、時間領域の説明は明らかに線形です: ORここに何か不足しています。ところで、エイリアスは反転できませんが、すべての線形変換をする必要があります(わかりません)?y(t)=T{x(t)}=(δ(tkT))x(t)
Fat32

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ヒント:

  • 入力信号が場合、LTIシステムはある周波数コンポーネントを生成できますか?ω0x(n)X(ejω0)=0
  • エイリアシングはそのようなことをしますか?

これらの質問への回答は単純明快で、組み合わせて元の質問に回答します。


サンプリングは一連の線形構成要素として表現できることは知っていますが、ソースとページを思い出せません。それが鍵だと思いませんか?
スターハウル2017

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@Tendero:線形システムが時変であれば、新しい周波数を生成することは完全に可能です。それができないのはLTIシステムだけです。
MBaz

@MBazそれを指摘してくれてありがとう-私は答えを編集しました。
Tendero 2017
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