在理解采样信号为何是离散的前,我们需要先了解采样信号的定义。采样信号指的是在连续时间信号上进行抽样得到的离散时间信号,换句话说,采样信号是从时间上进行了离散化的信号。
抽样定理说明了进行信号采样的最小采样频率要求,即抽样频率至少要是被采样信号最高频率的二倍。在采样频率不满足抽样定理要求时,就会出现混叠现象,即被采样信号中高于采样频率一半的频率成分被混叠到了低于采样频率一半的频率范围内。由于混叠信号和采样频率相同,因而无法区分是混叠信号还是实际信号。而采样定理的引入也直接影响了采样信号的离散化。
采样过程中,我们需要对连续信号进行采样,而采样的过程本身就是一种离散化的过程。在信号采样时,根据采样定理的要求,采样信号的时间间隔为固定值。这样就将连续的时间信号离散化为了一系列离散时间下的采样值,即采样信号。
此外,采样过程中也存在量化误差的产生。量化误差是指由于电子器件分辨率的限制,将连续信号离散化后无法完全精确地表示原信号的误差。量化误差也是导致采样信号离散化的原因之一。
采样得到的离散时间信号可以看作是一种数字信号,而数字信号的特点之一就是离散化。在数字信号中,时间和幅值都是以一定的间隔逐个取值,因此数字信号天然具有离散性质。采样信号也不例外,它们在时间和幅值上均表现出离散化的特征,因此也被称为离散时间信号。