
【計】 sampling rate
在數字信號處理領域,采樣率(Sampling Rate) 是指單位時間内對連續模拟信號進行采樣的次數,通常以赫茲(Hz)為單位表示。其核心作用是将連續的模拟信號轉換為離散的數字信號,是模數轉換(ADC)過程中的關鍵參數。
中英文術語對照
指每秒從連續信號中提取樣本點的數量。例如,音頻CD的标準采樣率為44.1 kHz,表示每秒采集44,100個樣本。
奈奎斯特-香農采樣定理(Nyquist-Shannon Theorem)
該定理指出,要無失真地重建原始模拟信號,采樣率必須至少是信號最高頻率成分的兩倍。若信號最高頻率為 (f_{max}),則最低采樣率 (f_s) 需滿足: $$ fs geq 2f{max} $$ 低于此頻率會導緻混疊(Aliasing),即高頻信號被錯誤地表現為低頻成分。
視頻幀率本質是圖像的時間采樣率,如30 fps(幀/秒)表示每秒采集30幅圖像。
根據信號帶寬動态調整采樣率,例如5G通信中可達數百MHz采樣率以處理寬頻信號。
參考來源:參見數字信號處理标準文獻(如Alan V. Oppenheim《Discrete-Time Signal Processing》)及國際音頻工程協會(AES)技術文檔。
采樣率(Sampling Rate)是數字信號處理中的核心概念,指在單位時間内對連續模拟信號進行采樣的次數,通常以赫茲(Hz)為單位。例如,44.1kHz表示每秒采集44,100次數據。
定義與作用
采樣率決定了模拟信號轉換為數字信號時的精度。根據奈奎斯特-香農采樣定理,采樣率需至少為信號最高頻率的2倍,才能完整還原原始信號。若采樣率不足,會導緻高頻信號被誤判為低頻(稱為“混疊”現象)。
常見應用場景
與位深的區别
采樣率控制時間軸上的采樣密度,而位深(如16bit、24bit)決定每次采樣的振幅精度,兩者共同影響數字信號質量。
選擇建議
需平衡需求與資源:
若需公式表達,奈奎斯特定理可寫作:
$$
fs > 2f{max}
$$
其中$fs$為采樣率,$f{max}$為信號最高頻率。
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