是數學上定義的理想采樣方式(等效于乘以 Dirac comb 函數),這在頻域上會造成周期性頻譜復制(spectral replication)。
但“混頻”通常指的是與某個單頻本振信號(sin/cos)相乘,結果是頻譜發生中心頻率偏移(translation)。
一個理想方波的傅里葉展開確實含有多個奇次諧波(頻率為 fs, 3fs, 5fs, …);但這并不意味著它就等于“多個混頻器”的疊加。
頻譜復制是乘法后傅里葉卷積的結果,是一個整體行為,不是“多個混頻疊加”。
混疊(aliasing)是由于采樣率不足,導致高頻成分在頻譜映射中落入了 Nyquist 區間,看起來像是低頻成分。
還有一點是后面圖的問題,120Hz的單音,通過一個濾波器以后使用180Hz采樣:它的奈奎斯特頻率為 90?Hz;采樣前若信號帶寬超過 90?Hz,就會發生混疊;即使使用抗混疊濾波器限制到“略低于 90?Hz”,由于濾波器的過渡帶和有限衰減,仍可能引入邊緣混疊偽影;所以這不能作為“成功采樣”的典范示例。
可以改成:如果信號是 120?Hz 的純正弦波,即頻率高于 90?Hz 的帶寬限制,那么抗混疊濾波器會將其嚴重衰減甚至完全濾除,此時再用 180?Hz 的采樣率采樣,也不會保留原始信息。
因此,要保留原始的 120?Hz 成分,采樣率必須達到至少 240?Hz。

原始信號:120?Hz 正弦波;
抗混疊濾波器:90?Hz 截止的 6 階低通濾波器;
采樣率:180?Hz(低于奈奎斯特頻率 240?Hz)
黃色:原始信號(120?Hz);
紫色曲線:經低通濾波后的信號(幾乎被濾掉);
紫色采樣點:180?Hz 采樣的結果,僅“抓住了殘留能量”。由于 120?Hz 超出了濾波器帶寬,濾波器將其強烈衰減,采樣后僅剩少量殘影。
虛線:采樣后的混疊頻譜(來自未濾波信號);
實線:經過濾波后采樣的頻譜(高頻成分被壓制);說明即使進行了低通處理,若信號頻率原本超出采樣系統所支持的范圍(fs/2),濾波也不能“保留”它。
不要以為低通濾波可以讓高頻信號“合法采樣想保留 120?Hz 信號“,采樣率必須 ≥?240?Hz;
修正一下:

黃色:原始 120?Hz 正弦波;
紫色:經抗混疊濾波器后的信號(主要被濾除);
綠色點:以 240?Hz 采樣原始信號,采樣點準確地落在正弦波上;240?Hz 采樣率已經能夠準確捕捉 120?Hz 信號的關鍵信息。
虛線:240?Hz 采樣原始信號的頻譜,清晰地保留了 120?Hz 分量;
實線:濾波后采樣的頻譜(幾乎沒有 120?Hz 成分)。
若要保留高頻信號(如 120?Hz),必須提高采樣率;若采樣率不能提高,就必須犧牲掉高頻分量,用抗混疊濾波器提前削除,防止混疊誤判。
我覺得上篇文章的問題就是太理想了,主要是不可能過濾完就是90hz,要留有余地的,濾波器不是理想的。