多點信號平均，淹沒於噪聲中的快速時間變化的微弱信號的波形恢復技術。
基本介紹
- 中文名：多點信號平均
- 所屬學科：物理學
解釋
信號出現的周期內將時間分成若干個間隔，時間間隔的大小取決於要求恢覆信號的精度，然後對這些時間間隔的信號進行多次測量，並加以平均。某一時間間隔的信號幅值通過取樣方法獲得，而信號的平均則可通過積分，或利用計算機的數據處理來實現，這種方法前者稱為“取樣積分”，常適用於模擬方法，後者稱為“多點平均”，適用於數字處理。取樣是一種頻率的壓縮技術，它將一個高重複頻率的信號通過逐點取樣，將隨時間變化的模擬量，轉變成對時間變化的離散量的集合，這種集合即為信號的低頻複製。
而這裡主要關鍵是取樣過程中的積分和平均。對於某一取樣點的值，是信號與噪聲的和。若信號值為Sin，噪聲值為Nin，其信噪比為Sin/Nin。如果對這一取樣值經M次取樣，並加以平均，則信號的值將增加M倍，但噪聲是隨機的，其平均後的輸出值Nout=M1/2Nin，從而輸出的信噪比為Sout/Nout=M1/2Sin/Nin，信噪比提高了M1/2倍。數字多點信號平均的示意圖如圖所示。圖a是淹沒在噪聲中的信號，即f=S+N。圖b是同步脈衝。
圖c是與信號同步脈衝相應的取樣脈衝，每一周期內對信號a共取樣1、2、3、4…次，因此圖d中用圓點標出對各次掃描的對應取樣點的瞬時值。圖d的實線是沒有污染的信號波形。若m=1，即第一次掃描的取樣，未作平均。
第二次掃描後，則將兩次的相同點（如k）的取樣瞬時值相加並除以2，依次類推。第六次掃描後，則將前六次的瞬時值相加並除以6，得到逐漸清晰的信號波形，平均的次數越多，越接近信號波形，這就是法則的多點平均。示意如圖，一般來說m＝6不可能獲得如此理想的收斂。
在信號的周期內的各時間間隔進行多次測量並加以平均，由於平均的算法和硬體結構不一樣，得到的效果亦不同，所以有不同的平均模式，如線性累加、歸一化平均和指數平均等。
