取樣率
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採樣率(也稱為採樣速度或者採樣頻率)定義了每秒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。採樣頻率的倒數叫作採樣周期或採樣時間,它是採樣之間的時間間隔。注意不要將採樣率與比特率(bit rate,亦稱「位元率」)相混淆。
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。
採樣頻率的常用的表示符號是。
採樣定理
[編輯]採樣定理表明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頻率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。
過採樣
[編輯]在有些情況下,人們希望採樣頻率超出信號帶寬的兩倍這樣就可以用數字濾波器替換性能不好的模擬抗混疊濾波器,這個過程稱為過採樣。
視頻系統
[編輯]在模擬視頻中,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。
當模擬視頻轉換為數字視頻的時候,出現另外一種不同的採樣過程,這次是使用像素頻率。一些常見的像素採樣率有:
高頻luminance成分的混淆現象作為moiré pattern出現。
音頻
[編輯]在數位音訊領域,常用的採樣率有:
- 8,000 Hz - 電話所用採樣率,對於人的說話已經足夠
- 11,025 Hz
- 22,050 Hz - 無線電廣播所用採樣率
- 32,000 Hz - miniDV數碼視頻camcorder、DAT(LP mode)所用採樣率
- 44,100 Hz - 音頻CD,也常用於MPEG-1音頻(VCD、SVCD、MP3)所用採樣率
- 47,250 Hz - Nippon Columbia(Denon)開發的世界上第一個商用PCM錄音機所用採樣率
- 48,000 Hz - miniDV、數字電視、DVD、DAT、電影和專業音頻所用的數字聲音所用採樣率
- 50,000 Hz - 二十世紀七十年代後期出現的3M和Soundstream開發的第一款商用數字錄音機所用採樣率
- 50,400 Hz - 三菱X-80數字錄音機所用所用採樣率
- 96,000或者192,000 Hz - DVD-Audio、一些LPCM DVD音軌、Blu-ray Disc(藍光光碟)音軌、和HD-DVD(高清晰度DVD)音軌所用所用採樣率
- 2.8224 MHz - SACD、索尼和飛利浦聯合開發的稱為Direct Stream Digital的1位sigma-delta modulation過程所用採樣率。