【概念】信号频率、采样

一、频率、相位

1、频率

物质在1s内完成周期性变化的次数。

f=1/T

eg：
1s做了50次周期性变化，频率为50Hz。


2、相位

相位是对于一个波，特点的时刻在它循环中的位置：一种它是否在波峰、波谷或他们之间某点的标度。

描述波形变化的度量。

通常以度为单位，也称为相角。

当信号波形以周期的方式变化，波形循环一周即为360度。

函数y=Acos(ωx+φ)中，ωx+φ称为相位。


3、初相

上式x=0时函数y的相位称为初相。


4、高频和低频

按照电气和电子工程师学会(IEEE)制定的频谱划分表，

低频频率为30~300kHz，

中频频率为300~3000kHz，

高频频率为3~30MHz，

频率范围在30~300MHz的为甚高频，

频率范围在300~1000MHz或更高的为特高频。

相对于低频信号，高频信号变化非常快、有突变；

低频信号变化缓慢、波形平滑。

5、最高频率分量

信号与系统中处理的信号,比如三角波和方波，大多数都是由很多不同幅度不同频率的正弦信号分量叠加组成的，最高频率分量就是指这些正弦信号的最大的那个频率.。


二、采样

1、采样点数

采样点数是一次向pc发送的数据量包含的点数，采样点数决定了每次传到pc内的数据量。
比如点数设为1000，pc内会开辟初始大小1000的buffer（buffer大小可以自己改），每采1000点往pc传一次。
程序每次从buffer读1000点进行处理。
所以如果你每次处理需要更多数据，可以增加采样点数。


2、采样频率（HZ）

采样频率，也称为采样速度或者采样率（SPS），定义了每秒从连续信号中提取并组成离散信号的采样个数。

如果采样频率是1000，则代表它每秒钟采1000个点，如果采样点数为100，则每秒钟向PC机传送10次。

如果采样频率为 1000，采样点数也设为 1000，数据的更新率是1次/每秒。
如果采样频率为 1000，采样点数也设为 100，数据的更新率是10次/每秒。

3、采样频率与信号频率的关系

根据奈奎斯特理论，只有采样频率高于原始信号最高频率的两倍时，才能把数字信号表示的信号还原成为原来信号。


4、扩展资料

采样定理，又称香农采样定理，奈奎斯特采样定理，是信息论，特别是通讯与信号处理学科中的一个重要基本结论。

采样是将一个信号（即时间或空间上的连续函数）转换成一个数值序列（即时间或空间上的离散函数）。

采样定理指出，如果信号是带限的，并且采样频率高于信号带宽的两倍，那么，原来的连续信号可以从采样样本中完全重建出来。

带限信号变换的快慢受到它的最高频率分量的限制，也就是说它的离散时刻采样表现信号细节的能力是有限的。


如果信号的带宽是100Hz，那么为了避免混叠现象采样频率必须大于200Hz。

采样间隔的选择和信号混淆：对模拟信号采样首先要确定采样间隔。如何合理选择△t 涉及到许多需要考虑的技术因素。
一般而言，采样频率越高，采样点数就越密，所得离散信号就越逼近于原信号。但过高的采样频率并不可取。

对固定长度（T）的信号，采集到过大的数据量（N=T/△t），给计算机增加不必要的计算工作量和存储空间；
若数据量（N）限定，则采样时间过短，会导致一些数据信息被排斥在外。
采样频率过低，采样点间隔过远，则离散信号不足以反映原有信号波形特征，无法使信号复原，造成信号混淆。