過采樣技術(shù)一般分三步：

　　1、高速（相對于輸入信號頻譜）采樣模擬信號

　　2、數(shù)字過采樣低通濾波

　　3、抽取數(shù)字序列。

　　采用這項技術(shù)，既保留了輸入信號的較完整信息，降低了對輸入 信號頻譜的要求，又可以提高采樣子系統(tǒng)的精度。

　　1、過采樣降低對模擬抗混疊濾波器的限制

　　在采樣過程中首要的問題是采樣頻率的選擇，Nyquist采樣定理指出：若連續(xù)信號x（t）是有限帶寬的，其頻譜的頻率為fc，對x（t）采樣時，若保證采樣頻率fs≥2fc，那么，就可由采樣信號恢復(fù)出x（t）。在實(shí)際對x（t）作采樣時，首先要了解x（t）的截止頻率fc，以確定應(yīng)選取的采樣頻率fs。若x（t）不是有限帶寬的，在采樣前應(yīng)使用抗混疊（anti－aliasing）濾波器對x（t）作模擬濾波，以去掉f＞fc的高頻成分。

　　因此，在AD轉(zhuǎn)換前就需要模擬低通濾波器具有尖銳的滾降特性，來限制模擬信號的頻譜。一個理想的濾波器應(yīng)能讓所有低于fs／2的頻率通過，而完全阻隔掉所有大于fs／2的頻率。通常，濾波器和采樣頻率的選擇是將我們感興趣的頻帶限制在DC和fs／2之間。

　　2、過采樣提高信噪比

　　經(jīng)模擬濾波后，模擬信號被采樣并轉(zhuǎn)換成數(shù)字值，因?yàn)閿?shù)字域僅包含有限的字長，若要用它來表示連續(xù)信號，就要引入量化誤差，量化誤差為±0．5LSB。因?yàn)橐粋�N位的ADC的輸入范圍被分成2N個離散的數(shù)值，每一個數(shù)值由一個N位的二進(jìn)制數(shù)表示，所以，ADC的輸入范圍和字長N是量化誤差的一個直接表示，也是分辨率的一個直接表示。代表數(shù)字值的字長決定了信噪比，因此通過增加信噪比可以增加轉(zhuǎn)換的分辨率。加入三角波信號可提高信噪比（詳見TI公司的資料：Oversampling Techniques Using theTMS320C24x Family，June 1998）。

　　如果輸入信號在兩個量化步長q1與q0之間，則它將被量化成q1或q0。當(dāng)增加一個適當(dāng)?shù)娜�角波信��，并高速采樣，將會量化出一系列的q1與q0，這兩個值出現(xiàn)的比例就代表了此輸入信號在兩個量化步長之間的相對位置。要應(yīng)用這種方法得到比較好的效果，三角波信號的幅度必須為（n＋0．5）LSB，其中，n＝0，1，2，．．．。

　　過采樣技術(shù)主要由兩個應(yīng)用方向：一個是與噪聲整形和數(shù)字濾波技術(shù)一起實(shí)現(xiàn)一種新的ADC結(jié)構(gòu)--∑-ADC；另一個是 用過采樣方法提高現(xiàn)有N位ADC的分辨率，同時來減小系統(tǒng)中ADC需要的模擬濾波器的精度要求。

　　過采樣技術(shù)是提高測控系統(tǒng)分辨率的常用方法，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。例如，過采樣成功抑制了多用戶CDMA系統(tǒng)中相互正交用戶碼接收機(jī)(A Mutually Orthogonal Usercode-Receiver，AMOUR)的噪聲,提高了光流估計（optical flow estimation，OFE）的精度，改善了正交頻分復(fù)用（OFDM）信號的峰-均比等。

　　實(shí)現(xiàn)過采樣的DSP軟件包括以下6個主要模塊。

　　1、外設(shè)初始化

　　采用EVA模塊的TIMER1來啟動ADC轉(zhuǎn)換并且提供PWM輸出，TIMER1工作于連續(xù)增計數(shù)模式，周期寄存器的值等于AD轉(zhuǎn)換速率，由周期匹配事件來啟動AD轉(zhuǎn)換。

　　2、三角波信號產(chǎn)生

　　由前面論述可知，三角波信號由PWM信號產(chǎn)生，PWM信號的占空比由編程TIMER1的比較寄存器（T1CMPR）決定。為了得到三角波信號，T1CMPR中的值需要由某一步長（STEP）來不斷地增加和減少，而這一步長由定時器周期寄存器（T1PR）和過采樣因子（K）決定，其計算公式如下：

　　STEP=2*T1PR/K

　　用一標(biāo)志（FLAG）表示三角波的上升或下降，它用來決定比較寄存器中的值被STEP增加還是減少了。CURRENT代表當(dāng)前定時器比較寄存器中的值。用軟件改變PWM占空比的流程如圖5所示。

　　3、數(shù)據(jù)采集

　　AD轉(zhuǎn)換完成后產(chǎn)生中斷，在中斷服務(wù)子程序中讀出每次轉(zhuǎn)換的結(jié)果，作為數(shù)字低通濾波的輸入。

　　4、數(shù)字濾波

　　采用FIR結(jié)構(gòu)的滑動平均濾波器（MovingAverage Filter），滑動平均濾波器的Z變換為：

　　從輸入xi計算輸出yi的表達(dá)式為：

　　5、抽取

　　抽取過程將以K倍來降低的數(shù)據(jù)率。一般來說，抽取操作是和數(shù)字濾波結(jié)合在一起的，即，只需在數(shù)字濾波中計算每K個輸出值。

　　6、中斷服務(wù)程序

　　在中斷服務(wù)程序中執(zhí)行以下幾個操作：調(diào)整PWM占空比、讀出AD轉(zhuǎn)換值、數(shù)字濾波（其中包括抽�。�。