Warum trat Aliasing bei einer Frequenz vor der Nyquist-Grenze auf?

Ich habe Frequenzen von 400, 500 und 600 Hz bei einer Abtastfrequenz von 1 kHz abgetastet. Mein Oszilloskop zeigte Aliasing bei 400 Hz, nichts bei 500 Hz und dann viel Aliasing, als ich etwas Aliasing sah

Aliasing sollte nicht auftreten, wenn die Abtastfrequenz mehr als das Doppelte der maximalen Frequenz des Signals beträgt. Warum trat also Aliasing bei 400 Hz auf?

Antworten (1)

Was Sie sehen, ist kein Aliasing. Es ist einfach ein Artefakt der Art und Weise, wie Ihr Oszilloskop die erfassten Daten wiedergibt.

Wenn Sie eine 400-Hz-Sinuswelle mit 1000 Sps abtasten, erfassen Sie nur 2,5 Abtastungen pro Zyklus. Offensichtlich befinden sich die meisten dieser Samples nicht an den Spitzen der Wellenform. Wenn Ihr Oszilloskop einfache gerade Linien zeichnet, um die Punkte zu verbinden, sehen Sie daher eine Wellenform, deren Amplitude periodisch variiert.

Um die Wellenform für die Anzeige richtig zu rekonstruieren, sollte das Oszilloskop die Daten wirklich überabtasten und durch einen Tiefpassfilter mit scharfer Grenzfrequenz leiten. 1 Dies ist jedoch rechenintensiv und wird daher von den meisten Bereichen übersprungen. Sie sagen Ihnen normalerweise nur, dass Sie eine Abtastrate verwenden sollen, die mindestens dem 10-fachen der höchsten interessierenden Frequenz entspricht.

1 Dies ist nur eine andere Art zu sagen "mit einer Sinc-Funktion interpolieren".

Um die Antwort von Dave Tweed zu ergänzen, sagt Ihnen das Abtasttheorem nur, wie oft (mindestens) Sie ein bandbegrenztes Signal abtasten müssen, um alle im Signal enthaltenen Informationen zu erhalten. Wenn Sie das Originalsignal korrekt rekonstruieren/anzeigen möchten, müssen Sie die Samples mit der Sinc-Funktion interpolieren.
Wenn Sie hohe Frequenzen auf einem Oszilloskop mit einer langsamen Anzeigerate anzeigen, ist dies ebenfalls Aliasing. Ob die Zeitbasiseinstellungen die Abtastrate des Oszilloskops beeinflusst haben oder die Bildschirmauflösung keinen Unterschied macht. In der Zeit des digitalen Oszilloskops gibt es mehr Stichprobenfehler, die Sie im Auge behalten müssen als früher
Warum trat Aliasing bei einer Frequenz vor der Nyquist-Grenze auf?
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