採樣頻率
科學術語
採樣頻率，也稱為採樣速度或者採樣率，定義了單位時間內從連續信號中提取並組成離散信號的採樣個數，它用赫茲（Hz）來表示。採樣頻率的倒數是採樣周期或者叫作採樣時間，它是採樣之間的時間間隔。通俗的講採樣頻率是指計算機單位時間內能夠採集多少個信號樣本。[1]
目錄
採樣定理
如果信號帶寬不到採樣頻率的一半（即奈奎斯特頻率），那麼此時這些離散的採樣點能夠完全表示原信號。高於或處於奈奎斯特頻率的頻率分量會導致混疊現象。大多數應用都要求避免混疊，混疊問題的嚴重程度與這些混疊頻率分量的相對強度有關。
採樣頻率必須大於被採樣信號帶寬的兩倍，另外一種等同的說法是奈奎斯特定律必須大於被採樣信號的帶寬。如果信號的帶寬是100Hz，那麼為了避免混疊現象採樣頻率必須大於200Hz。換句話說就是採樣頻率必須至少是信號中最大頻率分量頻率的兩倍，否則就不能從信號採樣中恢復原始信號。
在模擬視頻系統中，採樣率定義為幀頻和場頻，而不是概念上的像素時鐘。圖像採樣頻率是傳感器積分周期的循環速度。由於積分周期遠遠小於重複所需時間，採樣頻率可能與採樣時間的倒數不同。
採樣頻率的計算
採樣點數的多少與要求多大的頻率分辨率有關，例如：機器轉速3000r/min=50Hz，如果要分析的故障頻率估計在8倍頻以下，要求譜圖上頻率分辨率ΔF=1 Hz ,則採樣頻率和採樣點數設置為：
最高分析頻率Fm=8·50Hz=400Hz；
採樣頻率Fs=2.56·Fm=2.56 ·400Hz=1024Hz；
採樣點數N=2.56·（Fm/ΔF）=2.56·（400Hz/1Hz）=1024
採樣頻率只能用於周期性採樣的採樣器，對於非周期性採樣的採樣器沒有規則限制。
採樣頻率必須大於被採樣信號帶寬的兩倍，另外一種等同的說法是奈奎斯特定律必須大於被採樣信號的帶寬。如果信號的帶寬是100Hz，那麼為了避免混疊現象採樣頻率必須大於200Hz。換句話說就是採樣頻率必須至少是信號中最大頻率分量頻率的兩倍，否則就不能從信號採樣中恢復原始信號。
混疊
如果不能滿足上述採樣條件，採樣後信號的頻率就會重疊 ，即高於採樣頻率一半的頻率成分將被重建成低於採樣頻率一半的信號。這種頻譜的重疊導致的失真稱為混疊，而重建出來的信號稱為原信號的混疊替身，因為這兩個信號有同樣的樣本值。
一個頻率正好是採樣頻率一半的弦波信號，通常會混疊成另一相同頻率的波弦信號，但它的相位和幅度改變了。
以下兩種措施可避免混疊的發生：
1）提高採樣頻率，使之達到最高信號頻率的兩倍以上；
2）引入低通濾波器或提高低通濾波器的參數；該低通濾波器通常稱為[[抗混疊濾波器 抗混疊濾波器]]可限制信號的帶寬，使之滿足採樣定理的條件。從理論上來說，這是可行的，但是在實際情況中是不可能做到的。因為濾波器不可能完全濾除奈奎斯特頻率之上的信號，所以，採樣定理要求的帶寬之外總有一些「小的」能量。不過抗混疊濾波器可使這些能量足夠小，以致於可忽略不計。