f(t)を、周期Tの間隔でサンプリングすると
サンプリングされた波形は
f(t)と、インパルス列、の積で表される。
ここに
周波数軸上での関係は
これで、
サンプリングされる信号(角速度w)
サンプリングする信号(角速度)
この2つの間の、差を検討すればよい事が解りました。
「5Hzを、
8Hzサンプリング、16Hzサンプリング
した時の比較を行いました。
赤は5Hzを8Hzでサンプリング、緑は5Hzを16Hzでサンプリングし
振幅の分布を見たものです。
(スペクトルに、広がりは、ありませんが、見やすいので、このように、線で結びました。)」
これを、先ほどの周波数軸上での関係
で、検討すると
この関係の周波数が、サンプリング周期毎に、ペアーで出現するのですね。
元信号は、必ず含まれている
ですね。
この3Hzと、5Hzがペアーで、サンプリング周期毎に出現します。
これは、5Hzを16Hzでサンプリングしても同じです。
(エリアスの出現が、反対に折り返されるけれども)
以上の結果から、サンプリングされる波形は
サンプリング周波数の1/2以下で、なくてもよい、のではないか?
と、考えるわけです。
3Hzと、5Hzを分離できさえすれば、OKと考えます。
(現実は無理?じゃあ、80KHzサンプリングで、30KHzと50KHzを分離するのは、どうでしょうか?)
結局、
先ほどの5Hzを8Hzでサンプリングする場合
この5Hzが、ある帯域を持っていたら、どうなるか?
この信号が、エイリアスと、帯域が重ならないのは、最大で
サンプリング周波数の1/2を中心として+-1Hzの帯域に、なります。
最大の帯域では、今の場合、もはや、分離不可能ですが、
元の信号に復元するのは、可能では?
(逆フーリエ変換すればよい事は、知ってるが、やり方が、いまんところ、解らん...
で、サンプリング点が、元の信号のサンプリング点と、一致する事は、確認しています。
ですが、その事と、
元の信号の情報が、完全に復元できている事は、等価なのか?解らん...別物のような気がする...)
要するに、私が言いたいのは
「帯域が、重なり合わない限り、元信号は、再現できるのか?
サンプリング周波数が低くても、元信号を忠実に再現できるのか?
つまり、
切り刻む周期が長くても、帯域が重ならない限り、元信号を再現できるのでしょうか? 」
これに尽きます。
今んところ、解らんのです。
71節を、再掲しますと
「うまく、表現できないのですが、
(時間軸から、周波数軸に移し、再び時間軸に戻して、復元したサンプリング点が
元のサンプリング点と、一致すれば、正しくサンプリングされたことに、なりませんか?)
この観点から見ると、「5Hzは8Hzで正しくサンプリングされた」という事になります。
エイリアシングの3Hzの存在が問題となる(原信号にないものがある)とすれば、
どうして、5Hzを16Hzでサンプリングした時に、11Hzが存在する(原信号にない)ことが
問題にならないのでしょう?
どちらの場合も、離散化に伴う必然だと、思うのですが....
とにかく、原信号成分は、含まれていることが解りました。」
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帯域が、元信号に対して、もっと狭い場合は、分離可能では、ないでしょうか?
例えば、元信号=50KHz帯域3KHz、サンプリング80KHzの場合
エイリアスは、30KHzで帯域は、同じく3KHzです。
この場合、3KHzの帯域を持った50KHzと、エイリアスの30KHzを分離するのは、不可能ではないと、思います。
高次サンプリングで、10倍の周波数を取り出せば
500KHzと、300KHzになりますから、もっと、分離しやすい気がします。
机上の空論に過ぎませぬが....
やはり
かと....
H.17.2.15