定义:为了不失真地恢复模拟信号,采样频率应该不小于模拟信号频谱中最高频率的2倍。
奈奎斯特采样定理,又称香农采样定理,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)。采样得到的离散信号经保持器后,得到的是阶梯信号,即具有零阶保持器的特性。如果信号是带限的,并且采样频率高于信号最高频率的一倍,那么,原来的连续信号可以从采样样本中完全重建出来。公式为:fs≥2fmax。采样率越高,稍后恢复的波形就越接近原信号,但是对系统的要求就更高,转换电路必须具有更快的转换速度。
分别是采样频率大于、等于和小于奈奎斯特采样的情况,小于的情况下直接出现了混叠。
采样定理的作用和意义:
采样过程所应遵循的规律,又称取样定理、抽样定理。采样定理说明采样频率与信号频谱之间的关系,是连续信号离散化的基本依据。采样定理是1928年由美国电信工程师H.奈奎斯特首先提出来的,因此称为奈奎斯特采样定理。1933年由苏联工程师科捷利尼科夫首次用公式严格地表述这一定理,因此在苏联文献中称为科捷利尼科夫采样定理。1948年信息论的创始人C.E.香农对这一定理加以明确地说明并正式作为定理引用,因此在许多文献中又称为香农采样定理。采样定理有许多表述形式,但最基本的表述方式是时域采样定理和频域采样定理。
采样定理在数字式遥测系统、分时制遥测系统、信息处理、数字通信和采样控制理论等领域得到广泛的应用。