【GNURadio实验报告】实验3 _音频采样率

【实验报告】实验3-关于GNU Radio和的采样率问题三、的采样率问题
本文在写作过程中，得到了开源SDR实验室大佬们的悉心指导，并参考借鉴了等文章内容，在这里向你们的无私帮助表示衷心感谢！
博主本人非通信专业出身，本文仅为个人在学习GNU Radio和过程中记录的知识点笔记，文中难免会出现错误和疏漏，恳请走过路过的大佬不吝赐教斧正。
期待能够为GNU Radio中文社区增添一份贡献！
【核心结论】
一、软件信号仿真和硬件处理信号，采样率的作用不同
软件信号仿真：数字信号转数字信号，没有A/D过程，接收机（例如【QT GUISink】示波器、【Audio Sink】播放器）所谓的“采样” ，实际是调节数据流的流速，传进来多少数据点就照单全收多少点，只不过处理的速度有变，故将成比例改变原始信号的频率。
硬件处理信号：采样是将连续的模拟信号转化为离散的数字信号，采样率的不同，决定的是数字信号与原始模拟信号的相似度，即信号丢失得多少（声音失真），而不会改变原始信息（语速变快、音调变高等；在满足奈奎斯特采样定理的情况下）。
二、使用发射信号时，采样率应控制在[,18MHz]之间，否则将导致信号失真
尽管最大采样率为20MHz（AD采样率），但发射数字信号时，采样率若超过18MHz或小于，实际发射信号的码元宽度将于待发射信号不相符；发射模拟信号时，音频流速将出现异常。
一、采样率的定义
引用知乎百科：采样频率，也称为采样速度或者采样率，定义了每秒从连续信号中提取并组成离散信号的采样个数，用赫兹（Hz）来表示。
我们使用麦克风录音时，声音的信号是连续的。
声音进入麦克风后，计算机每隔一段时间采集一次当前时间点的声音样本（如下图所示），将连续的模拟信号转化为离散的数据流，这一过程即采样，再经量化等步骤后，生成波形文件/样本文件。
采样频率描述了计算机采集声音样本的速率，也即每秒采集多少个声音样本。从上图中我们可以看出，采样频率越高，即采样的间隔时间越短，声音波形的表示也越准确，占用的存储空间也越来越大；采样频率越低，也就相对越来越失真。采样率再低也不宜低于信号中最高频率fmax的2倍，否则声音将会发生混叠，这个极限值被称为奈奎斯特频率。通常在实际应用中保证采样频率为信号最高频率的2.56～4倍。
二、GNU Radio的采样率问题
GNU Radio常用的信号源大致可以分为4种：
【】≈常规信号生成器，可生成锯齿波、正弦波、方波等常用信号。
【】≈数据流模块，例如下图中该模块将持续输出01001 。
【Wav File 】≈波形文件播放器，从.wav波形文件中读取信息形成数据流输出。
【Audio 】≈麦克风，直接从硬件麦克风读取用户输入的声音。
（一）【Audio 】的采样率含义
（最好讲的放在一开始来说……）
【Audio 】对应于连接到计算机上的麦克风，是对输入音频设备的一种抽象。
当我们对着麦克风说话时，我们喉咙发出的声音是1种模拟信号，它的波形连续的。【Audio 】的采样率 Rate ，表示计算机要以多大的时间间隔对我们的声音进行采样，即1秒钟采集多少个点。下图所示的48kHz ，即1秒采集48k个点。这个值设置得太低，采集到的声音就会失真；越高，音质就越好，但是生成的文件也就越大。