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奈奎斯特，什么叫做奈奎斯特頻率

來源：整理時間：2023-08-31 09:01:51 編輯：智能門戶手機版

本文目錄一覽

1，什么叫做奈奎斯特頻率
2，奈奎斯特準則的介紹
3，奈奎斯特定理
4，奈奎斯特定律的介紹
5，什么是奈奎斯特頻率
6，什么叫奈奎斯特準則

1，什么叫做奈奎斯特頻率

1.“奈奎斯特定律”描述的是有限帶寬,無噪聲信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率與信道帶寬的關(guān)系: R=2·B(bps) 其中R為最大數(shù)據(jù)傳輸速率,單位為(bps),B為帶寬,單位為(Hz)。對于二進制數(shù)據(jù),若帶寬B=3000Hz,則最大數(shù)據(jù)傳輸速率為6000bps~~~~~~~~~~~~

什么叫做奈奎斯特頻率

2，奈奎斯特準則的介紹

奈奎斯特準則為消除碼間串擾，須基帶傳輸系統(tǒng)沖擊響應h(t)僅在本碼元抽樣時刻存在最大值，并在其他碼元的抽樣時刻上均為0，即根據(jù)h(t)←→H(jw)的對應關(guān)系，將上式劃至頻域，得無碼間串擾時傳輸系統(tǒng)函數(shù).

嗯...揭示了信道對數(shù)據(jù)傳輸率的限制，只是兩者作用的范圍不同~ 奈氏準則給出了每赫帶寬的理想低通信道的最高碼元的傳輸速率是每秒2個碼元。香農(nóng)公式則推導出了帶寬受限且有高斯白噪聲干擾的信道的極限信息傳輸速率c=wlog2（1+s/n），其中w為信道的帶寬（以赫茲為單位），s為信道內(nèi)所傳信號的平均功率，n為信道內(nèi)部的高斯噪聲功率。

奈奎斯特準則的介紹

3，奈奎斯特定理

奈奎斯特定理證明，再進行模擬/數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換過程中，當采樣頻率fs.max大于信號中最高頻率fmax的2倍時(fs.max>=2fmax)，采樣之后的數(shù)字信號完整地保留了原始信號中的信息。乘以2的原因就是因為最大碼元傳輸速率是最高頻率（帶寬）2倍的關(guān)系。說白了，以前看電影的時候，我們經(jīng)?？吹诫娪袄?，車向前開，車輪往后轉(zhuǎn)得情況，其實就是因為車輪的轉(zhuǎn)速很快，而電影膠片再對車輪抽樣的時候，再一個車輪的旋轉(zhuǎn)周期里面，只采到了一個樣本，所以車輪會往后轉(zhuǎn)。證明了想要無失真還原，再一個周期中得抽樣必須有2個及以上，才能無失真還原。這就是2倍關(guān)系的由來?？赡苷f的不是很清楚，不懂得話，請百度hi我希望對你有幫助。

奈奎斯特定理

4，奈奎斯特定律的介紹

奈奎斯特定律是一種信息速率，根據(jù)奈奎斯特定律，信道的極限速率（碼元速率）等于信道帶寬（低通信道）的2倍（理論狀態(tài)）。

奈奎斯特定律根據(jù)奈奎斯特定律，信道的極限速率（bps）等于信道帶寬的2倍（理論狀態(tài)）信道的極限速率（bps）等于信道帶寬的2倍（理論狀態(tài)），是對傳輸2進制數(shù)據(jù)而言。也就是說信號要么是高，表示0；要么是低，表示1。這時一個周期最多表示一個高，一個低。一個周期2位。但如果有四種信號，分別表示00，01，10，11，那么一個信號就表示2位，就是可以傳輸4倍帶寬。這就是編碼方式。如64qam，就可以一次表示6bit。對于理論上的無噪音線路，帶寬可以到達無窮大。但實際上都是有噪音的，噪音的大小決定了各信號之間的電平差距。也就是到底可以有多大的帶寬。

5，什么是奈奎斯特頻率

（Harry Nyquist）或奈奎斯特－香農(nóng)采樣奈奎斯特頻率高于采樣信號的最高頻率或帶寬，就可以避免混疊現(xiàn)象。從理論上說，即使奈奎斯特頻率恰好大于信號帶寬，也足以通過信號的采樣重建原信號。但是，重建信號的過程需要以一個低通濾波器或者帶通濾波器將在奈奎斯特頻率之上的高頻分量全部濾除，同時還要保證原信號中頻率在奈奎斯特頻率以下的分量不發(fā)生畸變，而這是不可能實現(xiàn)的。在實際應用中，為了保證抗混疊濾波器的性能，接近奈奎斯特頻率的分量在采樣和信號重建的過程中可能會發(fā)生畸變。因此信號帶寬通常會略小于奈奎斯特頻率，具體的情況要看所使用的濾波器的性能。需要注意的是，奈奎斯特頻率必須嚴格大于信號包含的最高頻率。如果信號中包含的最高頻率恰好為奈奎斯特頻率，那么在這個頻率分量上的采樣會因為相位模糊而有無窮多種該頻率的正弦波對應于離散采樣，因此不足以重建為原來的連續(xù)時間信號。

6，什么叫奈奎斯特準則

為消除碼間串擾，須基帶傳輸系統(tǒng)沖擊響應h(t)僅在本碼元抽樣時刻存在最大值，并在其他碼元的抽樣時刻上均為0

數(shù)據(jù)傳輸速率的定義數(shù)據(jù)傳輸速率是描述數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的重要技術(shù)指標之一。數(shù)據(jù)傳輸速率在數(shù)值上等于每秒種傳輸構(gòu)成數(shù)據(jù)代碼的二進制比特數(shù)，單位為比特/秒(bit/second)，記作bps。對于二進制數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳輸速率為： s=1/t(bps) 其中，t為發(fā)送每一比特所需要的時間。例如，如果在通信信道上發(fā)送一比特0、1信號所需要的時間是0.001ms，那么信道的數(shù)據(jù)傳輸速率為1 000 000bps。在實際應用中，常用的數(shù)據(jù)傳輸速率單位有：kbps、mbps和gbps。其中： 1kbps＝103bps 1mbps＝106kbps 1gbps＝109bps 帶寬與數(shù)據(jù)傳輸速率在現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，人們總是以“帶寬”來表示信道的數(shù)據(jù)傳輸速率，“帶寬”與“速率”幾乎成了同義詞。信道帶寬與數(shù)據(jù)傳輸速率的關(guān)系可以奈奎斯特(nyquist)準則與香農(nóng)(shanon)定律描述。奈奎斯特準則指出：如果間隔為π/ω(ω=2πf),通過理想通信信道傳輸窄脈沖信號，則前后碼元之間不產(chǎn)生相互竄擾。因此，對于二進制數(shù)據(jù)信號的最大數(shù)據(jù)傳輸速率rmax與通信信道帶寬b（b=f,單位hz)的關(guān)系可以寫為： rmax＝2.f(bps) 對于二進制數(shù)據(jù)若信道帶寬b=f=3000hz，則最大數(shù)據(jù)傳輸速率為6000bps。奈奎斯特定理描述了有限帶寬、無噪聲信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率與信道帶寬的關(guān)系。香農(nóng)定理則描述了有限帶寬、有隨機熱噪聲信道的最大傳輸速率與信道帶寬、信噪比之間的關(guān)系。香農(nóng)定理指出：在有隨機熱噪聲的信道上傳輸數(shù)據(jù)信號時，數(shù)據(jù)傳輸速率rmax與信道帶寬b、信噪比s/n的關(guān)系為： rmax＝b.log2(1+s/n) 式中，rmax單位為bps,帶寬b單位為hz，信噪比s/n通常以db（分貝）數(shù)表示。若s/n=30(db),那么信噪比根據(jù)公式： s/n(db)=10.lg(s/n) 可得，s/n＝1000。若帶寬b=3000hz，則rmax≈30kbps。香農(nóng)定律給出了一個有限帶寬、有熱噪聲信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率的極限值。它表示對于帶寬只有3000hz的通信信道，信噪比在30db時，無論數(shù)據(jù)采用二進制或更多的離散電平值表示，都不能用越過0kbps的速率傳輸數(shù)據(jù)。因此通信信道最大傳輸速率與信道帶寬之間存在著明確的關(guān)系，所以人們可以用“帶寬”去取代“速率”。例如，人們常把網(wǎng)絡(luò)的“高數(shù)據(jù)傳輸速率”用網(wǎng)絡(luò)的“高帶寬”去表述。因此“帶寬”與“速率”在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的討論中幾乎成了同義詞。帶寬：信號傳輸頻率的最大值和最小值之差(hz)。信道容量：單位時間內(nèi)傳輸?shù)淖畲蟠a元數(shù)(baud)，或單位時間內(nèi)傳輸?shù)淖畲蠖M制數(shù)(b/s)。數(shù)據(jù)傳輸速率：每秒鐘傳輸?shù)亩M制數(shù)(b/s)。帶寬 :信道可以不失真地傳輸信號的頻率范圍。為不同應用而設(shè)計的傳輸媒體具有不同的信道質(zhì)量，所支持的帶寬有所不同。信道容量:信道在單位時間內(nèi)可以傳輸?shù)淖畲笮盘柫?，表示信道的傳輸能力。信道容量有時也表示為單位時間內(nèi)可傳輸?shù)亩M制位的位數(shù)（稱信道的數(shù)據(jù)傳輸速率，位速率），以位/秒（b/s）形式予以表示，簡記為bps。數(shù)據(jù)傳輸率:信道在單位時間內(nèi)可以傳輸?shù)淖畲蟊忍財?shù)。信道容量和信道帶寬具有正比的關(guān)系：帶寬越大，容量越大。(這句話是說,信道容量只是在受信噪比影響的情況下的信息傳輸速率) 低通信道：任何實際的信道帶寬都是有限的，在傳輸信號時帶來的各種失真以及存在的多種干擾，使得信道上的碼元傳輸速率有一個上限。1924年奈奎斯特推導出在具有理想低通矩形特性的信道的情況下的最高碼元傳輸速率公式：理想低通信道的最高碼元傳輸速率=2w baud w ：理想低通信道的帶寬，單位為赫；baud：波特，碼元傳輸速率單位，1波特為每秒傳送1個碼元。奈氏準則的另一種表達方法是：每赫帶寬的理想低通信道的最高碼元傳輸速率是每秒傳送2個碼元。對于具有理想帶通矩形特性的信道（帶寬為w），奈氏準則就變?yōu)? 理想帶通信道的最高碼元傳輸速率=w baud 即每赫帶寬的帶通信道的最高碼元傳輸速率為每秒傳送1個碼元。