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Abtastrate

Analogsignal
Durch eine konstante Abtastrate gewonnenes zeitdiskretes Signal.

Mit Abtastrate, auch Samplingrate, bezeichnet man in der digitalen Signalverarbeitung die Häufigkeit, mit der ein Signal pro Zeitintervall abgetastet wird. Der Abstand zwischen den Abtastzeitpunkten ist das Abtastintervall. Ist er konstant, heißt die Abtastrate auch Abtastfrequenz oder Samplingfrequenz. Die Wahl einer konstanten Abtastfrequenz vereinfacht die Weiterverarbeitung des Signals.

Die gemessenen Amplitudenwerte werden mit einem Analog-Digital-Wandler (ADW) digitalisiert. Die  Abtastfrequenz muss mehr als doppel so groß sein wie die maximale Signalefrequenz (Abtasttheorem, Nyquist):

fmax = fa/2

Bei der Abtastung von Signalen mit Frequenzen oberhalb dieser Grenze treten Fehler auf (Alias-Effekte). Mittels eines analogen Tiefpassfilters zur Beschränkung der Eingangsfrequenz auf fmax können Abtastfehler wirksam vermieden werden (Anti-Alias-Filter).

Die Abtastrate wird in Hertz oder Samples per Second (Samples/sec), kurz SPS oder S/s, angegeben.

In der Seismik sind Abtastraten (Abtastintervalle) von 1-4 ms üblich.

Erfolgt die Abtastung nicht im Zeitbereich, sondern vielleicht im Ortsbereich (Verteilung von Messpunkten im Gelände), wird die Abtastrate zur Anzahl der Abtastungen pro Längeneinheit. Die Frequenz f wird zur Wellenzahl k. Die Regeln zur Ermittlung der notwendigen Abtastrate bleiben dieselben.

Abtastrate als Fehlerquelle

Bei geophysikalischen Messungen aber auch bei Pobennahmen aller Art im Gelände werden diese Regeln oft missachtet was zu erheblichen Fehlern bei der Interpretation führen kann. Beispiele sind hier grobmaschige Messnetze in der Seismologie, zu wenig Messpunkte in der Magnetotellurik. Generell missachtet wird das Abtasttheorem bei Probennahmen, insbesonder aber bei Bohraufschlüssen. All diese Datenerfassungsmethoden sind prinzipiell 'undersampled'.

Weblink

http://de.wikipedia.org/wiki/Abtastrate 

zuletzt bearbeitet April 2020