为了将信号输入计算机进行实际处理,信号需要被离散化,这就要对信号进行抽样。根据抽样定理 ,抽样率fs必须足够大,才能避免发生频谱混叠,或使频谱混叠尽可能的小。必要的时候,还应该在抽样之前对信号进行防混叠的模拟预滤波处理,将信号的频谱限制在一定的范围内,以满足抽样定理的要求。

  计算机只能处理离散的有限数据,所以,对于连续时间信号,我们要做的第一件事情,就是要把它离散化,用离散信号的频谱来分析研究连续信号的频谱,因此,可以认为是对连续信号频谱的一次近似。这是第一次近似。(啊?那言外之意是还有好几次?当然!)

  设连续时间信号x(t)的频谱函数为X(f),对信号按时间间隔T抽样,得如下抽样信号:

  利用每二章学过的知识,对上面的信号进行傅里叶变换,得

  即:信号时域抽样(离散化),将使得频谱周期重复,抽样信号的频谱 等于原连续时间信号的频谱倍乘fs后周期重复。

  要指出说明的是:上面的这个结果(结论)并没有要求抽样过程必须满足抽样定理的要求。也就是说,信号不必是频带受限的,抽样频率也可以任意选取。

  那要是满足抽样定理的要求,会有什么好处吗?

  如果抽样频率满足抽样定理的要求,则在奈奎斯特区间中,抽样信号的频谱 与原模拟信号的频谱X(f)满足下列关系式

  反之,如果抽样频率不满足抽样定理的要求,信号的频谱发生混叠,则可以认为是其它范围中的X(f)"延伸"过来了,即

  因此,在奈奎斯特区间内,模拟信号的频谱可以(1)当满足抽样定理时,用抽样信号的频谱来还原;(2)若不满足抽样定理,则用抽样信号的频谱来近似。