檢視采样频率的原始碼

{| class="https://cn.bing.com/images/search?view=detailV2&ccid=za6euHij&id=1656D1A1354F0B9BCC7EA2F07C08B4C7346E3C84&thid=OIP.za6euHijXZci1JEDG3y7-wHaGl&mediaurl=https%3a%2f%2fwww.mwrf.net%2fuploadfile%2f2020%2f1126%2f20201126113350444.jpg&exph=534&expw=600&q=%e9%87%87%e6%a0%b7%e9%a2%91%e7%8e%87&simid=608025970987256875&FORM=IRPRST&ck=6F46AEC7727DE8EA052DD01C91378B31&selectedIndex=6&itb=0&ajaxhist=0&ajaxserp=0" style="float:right; margin: -10px 0px 10px 20px; text-align:left"
|<center>'''采样频率'''<br><img
src=" https://tse3-mm.cn.bing.net/th/id/OIP-C.za6euHijXZci1JEDG3y7-wHaGl?rs=1&pid=ImgDetMain" width="280"></center><small>  圖片來自优酷</small> 
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'''科学术语'''

采样频率，也称为采样速度或者采样率，定义了单位时间内从[[连续信号]]中提取并组成[[离散信号]]的采样个数，它用[[赫兹]]（Hz）来表示。采样频率的倒数是[[采样周期]]或者叫作[[采样时间]]，它是采样之间的[[时间间隔]]。通俗的讲采样频率是指计算机单位时间内能够采集多少个信号样本。<ref>[https://baike.baidu.com/reference/1494233/533aYdO6cr3_z3kATKDYxKrxZCjFN9Svv-HXB7FzzqIP0XOpX4fuU8Y_4tYz9_UpFwTG_49ra99aHw9N3NvCO2m6pk2D．mbalib ,引用日期2016-04-14]</ref> 

==采样定理==
如果信号带宽不到采样频率的一半（即[[奈奎斯特频率]]），那么此时这些离散的采样点能够完全表示原信号。高于或处于奈奎斯特频率的频率分量会导致混叠现象。大多数应用都要求避免混叠，混叠问题的严重程度与这些混叠频率分量的相对强度有关。

采样频率必须大于被采样信号带宽的两倍，另外一种等同的说法是奈奎斯特定律必须大于被采样信号的带宽。如果信号的带宽是100Hz，那么为了避免混叠现象采样频率必须大于200Hz。换句话说就是采样频率必须至少是信号中最大频率分量频率的两倍，否则就不能从信号采样中恢复原始信号。

在模拟视频系统中，采样率定义为[[帧频]]和场频，而不是概念上的[[像素时钟]]。图像[[采样频率]]是[[传感器]]积分周期的循环速度。由于积分周期远远小于重复所需时间，采样频率可能与采样时间的倒数不同。

'''采样频率的计算'''

采样点数的多少与要求多大的频率分辨率有关，例如：机器转速3000r/min=50Hz，如果要分析的故障频率估计在8倍频以下，要求谱图上频率分辨率ΔF=1 Hz ,则采样频率和采样点数设置为： 

最高分析频率Fm=8·50Hz=400Hz；

采样频率Fs=2.56·Fm=2.56 ·400Hz=1024Hz；

采样点数N=2.56·（Fm/ΔF）=2.56·（400Hz/1Hz）=1024

采样频率只能用于[[周期性采样]]的[[采样器]]，对于[[非周期性]]采样的采样器没有规则限制。

采样频率必须大于被采样信号带宽的两倍，另外一种等同的说法是[[奈奎斯特定律]]必须大于被采样信号的带宽。如果信号的带宽是100Hz，那么为了避免混叠现象采样频率必须大于200Hz。换句话说就是采样频率必须至少是信号中最大频率分量频率的两倍，否则就不能从信号采样中恢复[[原始信号]]。

==混叠==
如果不能满足上述采样条件，采样后信号的频率就会重叠 ，即高于采样频率一半的频率成分将被重建成低于采样频率一半的信号。这种频谱的重叠导致的失真称为混叠，而重建出来的信号称为原信号的混叠替身，因为这两个信号有同样的[[样本值]]。

一个频率正好是采样频率一半的[[弦波信号]]，通常会混叠成另一相同频率的[[波弦信号]]，但它的相位和幅度改变了。

以下两种措施可避免混叠的发生：

1）提高采样频率，使之达到最高信号频率的两倍以上；

2）引入低通滤波器或提高低通滤波器的参数；该低通滤波器通常称为[[抗混叠滤波器
抗混叠滤波器]]可限制信号的带宽，使之满足采样定理的条件。从理论上来说，这是可行的，但是在实际情况中是不可能做到的。因为[[滤波器]]不可能完全滤除[[奈奎斯特频率]]之上的信号，所以，采样定理要求的带宽之外总有一些“小的”能量。不过抗混叠滤波器可使这些能量足够小，以致于可忽略不计。

==减采样==
当一个信号被减采样时，必须满足采样定理以避免[[混叠]]。为了满足采样定理的要求，信号在进行减采样操作前，必须通过一个具有适当[[截止频率]]的[[低通滤波器]]。这个用于避免混叠的低通滤波器，称为[[抗混叠滤波器]]。

==过采样==
在有些情况下，人们希望采样频率超出[[信号带]]宽的两倍这样就可以用[[数字滤波器]]替换性能不好的模拟抗混叠滤波器，这个过程称为[[过采样]]。

'''视频'''

'''【技术疑惑微课堂】什么是采样频率?'''

[https://www.bilibili.com/video/BV1Q44y1z7t2/哔哩哔哩]

==参考文献==
{{Reflist}}

[[Category:484 機械業；電機資訊業]]