
【计】 sampling rate
在数字信号处理领域,采样率(Sampling Rate) 是指单位时间内对连续模拟信号进行采样的次数,通常以赫兹(Hz)为单位表示。其核心作用是将连续的模拟信号转换为离散的数字信号,是模数转换(ADC)过程中的关键参数。
中英文术语对照
指每秒从连续信号中提取样本点的数量。例如,音频CD的标准采样率为44.1 kHz,表示每秒采集44,100个样本。
奈奎斯特-香农采样定理(Nyquist-Shannon Theorem)
该定理指出,要无失真地重建原始模拟信号,采样率必须至少是信号最高频率成分的两倍。若信号最高频率为 (f_{max}),则最低采样率 (f_s) 需满足: $$ fs geq 2f{max} $$ 低于此频率会导致混叠(Aliasing),即高频信号被错误地表现为低频成分。
视频帧率本质是图像的时间采样率,如30 fps(帧/秒)表示每秒采集30幅图像。
根据信号带宽动态调整采样率,例如5G通信中可达数百MHz采样率以处理宽频信号。
参考来源:参见数字信号处理标准文献(如Alan V. Oppenheim《Discrete-Time Signal Processing》)及国际音频工程协会(AES)技术文档。
采样率(Sampling Rate)是数字信号处理中的核心概念,指在单位时间内对连续模拟信号进行采样的次数,通常以赫兹(Hz)为单位。例如,44.1kHz表示每秒采集44,100次数据。
定义与作用
采样率决定了模拟信号转换为数字信号时的精度。根据奈奎斯特-香农采样定理,采样率需至少为信号最高频率的2倍,才能完整还原原始信号。若采样率不足,会导致高频信号被误判为低频(称为“混叠”现象)。
常见应用场景
与位深的区别
采样率控制时间轴上的采样密度,而位深(如16bit、24bit)决定每次采样的振幅精度,两者共同影响数字信号质量。
选择建议
需平衡需求与资源:
若需公式表达,奈奎斯特定理可写作:
$$
fs > 2f{max}
$$
其中$fs$为采样率,$f{max}$为信号最高频率。
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