Die Begriffe „Abtastfrequenz“ (Abtastrate) und „Sampling-Rate“ werden häufig synonym verwendet und bedeuten im Wesentlichen dasselbe. Beide beziehen sich auf die Anzahl der Abtastwerte, die pro Sekunde von einem analogen Signal genommen werden, um es in ein digitales Signal umzuwandeln.
Abtastfrequenz (Sampling Rate / Sampling Frequency)
- Definition: Die Abtastfrequenz, auch als „Sampling-Frequenz“ bezeichnet, gibt an, wie oft pro Sekunde ein analoges Signal abgetastet wird.
- Einheit: Die Abtastfrequenz wird in Hertz (Hz) gemessen.
- Bedeutung: Eine höhere Abtastfrequenz ermöglicht eine genauere Repräsentation des analogen Signals, da mehr Datenpunkte pro Sekunde erfasst werden.
Sampling-Rate (Sampling Rate)
- Definition: Die Sampling-Rate ist ein Synonym zur Abtastfrequenz und bezeichnet ebenfalls die Anzahl der Abtastwerte pro Sekunde.
- Einheit: Auch die Sampling-Rate wird in Hertz (Hz) gemessen.
- Bedeutung: Sie gibt an, wie häufig das analoge Signal pro Sekunde abgetastet wird, um eine digitale Repräsentation zu erstellen.
Warum gibt es zwei Begriffe?
Die Verwendung von zwei Begriffen für dasselbe Konzept kann manchmal verwirrend sein, hat aber historische und kontextuelle Gründe:
- Technischer Jargon: In verschiedenen technischen und wissenschaftlichen Bereichen hat sich die eine oder andere Bezeichnung etabliert.
- Übersetzungen: „Sampling Rate“ ist die englische Bezeichnung, während „Abtastfrequenz“ die direkte Übersetzung ins Deutsche ist.
Anwendung in der Signalverarbeitung
- Audioverarbeitung: In der Audiotechnik ist die CD-Qualität mit einer Abtastfrequenz/Sampling-Rate von 44,1 kHz ein bekanntes Beispiel. Das bedeutet, dass 44.100 Abtastungen pro Sekunde gemacht werden.
- Videotechnik: In der Videotechnik wird die Sampling-Rate zur Digitalisierung von Bildsignalen verwendet.
- Mess- und Regeltechnik: In industriellen Anwendungen und der Messtechnik werden Sensoren oft mit einer bestimmten Abtastfrequenz/Sampling-Rate betrieben, um physikalische Größen genau zu erfassen.
Die richtige Wahl der Abtastfrequenz
Wenn die Information in der Amplitude liegt (z.B. in der Sensorik), empfehlen wir eine Abtastfrequenz, die 8-10 mal höher ist als die zu messende Frequenz. Liegt die Information in der Frequenz (z.B. Audiotechnik), gilt hier das Nyquist-Shannon-Therorem, welches eine Abtastrate von > 2-fach vorsieht. Die Wahl der richtigen Abtastfrequenz ist sehr wichtig für ein korrektes Messergebnis.