
【计】 sampling interval
sampling
【医】 sampling
compartment; intermission; interval; space
【计】 dead interval; spacing
【化】 interval of events
【医】 interval; septa; septum alveoli; spacing
采样间隔(Sampling Interval)指在连续信号数字化过程中,相邻两次采样之间的时间或空间距离。该概念在信号处理领域具有核心地位,其数值直接影响信号重构的完整性与准确性。根据奈奎斯特采样定理,采样频率需至少为信号最高频率的2倍才能避免混叠现象。
数学表达为: $$ Delta t = frac{1}{f_s} $$ 其中Δ_t表示采样间隔,f_s为采样频率。在工程实践中,国际电工委员会(IEC 60601-2-37)规定医疗设备采样间隔需精确到微秒级。典型应用场景包括:音频处理(CD标准采用44.1kHz采样率)、地震监测(间隔通常为0.001秒)、工业控制系统(PLC采样周期多设定为10-100ms)。
牛津工程词典特别指出,采样间隔与量化精度的协同设计是数字信号处理系统的关键参数。环境温度、硬件时钟精度等因素可能导致实际采样间隔产生±5%的偏差,需通过校准电路进行补偿。
采样间隔(Sampling Interval)是信号处理与数据采集中的核心概念,指连续两次采样之间的时间间隔,通常用 ( T_s ) 表示,单位为秒(s)。其数学定义为采样频率 ( F_s ) 的倒数,即:
$$ T_s = frac{1}{F_s} $$
物理意义
采样间隔决定了信号离散化的时间密度。间隔越小(采样频率越高),采集的数据点越密集,能更精确地还原原始信号;间隔过大则可能导致信号失真或丢失高频成分。
奈奎斯特采样定理
根据该定理,采样频率 ( Fs ) 需至少为信号最高频率 ( f{max} ) 的2倍,即 ( Fs geq 2f{max} ),才能无失真重建信号。例如,音频信号最高频率为20kHz时,采样频率需≥40kHz(如CD音质采用44.1kHz,对应 ( T_s approx 22.7mu s ))。
应用影响
实际场景示例
需权衡信号特性、存储成本与处理能力。例如,语音通信通常用8kHz采样(间隔125μs),而高保真音频则需更高的48kHz(间隔20.8μs)。
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