Abtastrate

Die Abtastrate, Abtastfrequenz oder Sampling Rate ist die Zeit, die sich bei einer Abtast- und Halteschaltung (S/H) aus der Zeit zwischen zwei Abtastungen ergibt. Sie wird angegeben in Samples per Second (S/s).

Die Höhe der Abtastrate ist ein Kriterium für die Reproduzierbarkeit der abgetasteten Signalfrequenz. Je dichter die Abtastzeitpunkte beieinander liegen, desto besser kann das Signal reproduziert werden.

Zusammenhang zwischen Abtastrate und -frequenz

Zusammenhang zwischen Abtastrate und -frequenz

Wird beispielsweise ein analoges Signal pro Millisekunde (ms) einmal abgetastet, dann beträgt die Abtastfrequenz 1 kHz, die Abtastrate 1000 Samples pro Sekunde. Hat das abgetastete Signal eine Frequenz von 1 kHz, dann wird das Signal einmal pro Periode abgetastet. Es kann nicht reproduziert werden. Beträgt die Signalfrequenz dagegen 100 Hz, dann wird das Signal bei gleicher Abtastfrequenz zehnmal abgetastet. Das Signal ist somit gut reproduzierbar. Die Abtastrate muss somit in einer gewissen Relation zur Signalfrequenz liegen. Diese Relation ist durch das Abtasttheorem gegeben. Danach setzt eine Signalreproduktion eine Abtastrate voraus, die mindestens doppelt so hoch ist, wie die Signalfrequenz. Dies trifft bei sinusähnlichen Signalen für deren 1. Harmonische zu, bei impuls- oder rechteckförmigen Signale nicht.

Audio-Abtastraten

Audio-Abtastraten

Im Falle der Sprachübertragung über ISDN mit einem Frequenzumfang von maximal 4 kHz beträgt die Abtastrate 8 kHz, das entspricht einem Sample-Abstand von 125 µs. Bei Audio mit einem maximalen Frequenzumfang von 20 kHz beträgt die Abtastrate 44,1 kHz (22,67 µs) und 48 kHz (20,83 µs). Bei qualitativ hochwertigem Mehrkanal-Audio kann die Abtastrate bis zu 192 kHz betragen. Wesentlich höhere Werte ergeben sich bei Video und HDTV. So ergibt sich bei Digitalvideo mit einer Bandbreite von 6,5 MHz für das Luminanzsignal eine Abtastrate von über 13 MHz und einem Sample-Abstand von 74 ns. Noch höher ist die Abtastrate bei HDTV mit 74 MHz und einer Samplerate von 13,5 ns.

Bei impulsförmigen Signalen muss die Abtastrate um ein Vielfaches höher liegen, als deren Grundschwingung, da wichtige Pulskennwerte sonst nicht ermittelt werden können. Ist die Abtastrate um ein Vielfaches höher als die theoretisch erforderliche Abtastfrequenz, spricht man von Oversampling.

Informationen zum Artikel
Deutsch: Abtastrate
Englisch: sampling rate
Veröffentlicht: 19.01.2014
Wörter: 328
Tags: #Elektronik-Grundlagen
Links: Abtasttheorem, Abtastung, Abtastungen pro Sekunde, Audio, Bandbreite
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