Abtastzeitpunkt

Der Abtastzeitpunkt bezeichnet den exakten Zeitpunkt, zu dem ein kontinuierliches Signal im Rahmen der Abtastung in diskrete Werte überführt wird. In typischen Systemen erfolgt die Abtastung zu regelmäßigen Zeitpunkten, definiert durch t_k = kT, wobei T das Abtastintervall ist und k eine ganze Zahl. Der Abtastwert ergibt sich als x[k] = x(t_k).

Der Abtastprozess dient der Digitalisierung von Signalen. Um ein bandbegrenztes Signal ohne Informationsverlust abzutasten, muss die Abtastrate f_s = 1/T mindestens doppelt so groß sein wie die höchste Frequenz B des Signals (Nyquist-Bedingung). Überschreitet die Abtastrate diese Grenze nicht, können Aliasing-Artefakte auftreten, die durch Antialiasing-Filter vor der Abtastung vermieden werden.

In der Praxis ist der Abtastzeitpunkt oft nicht ideal: Realgeräte verwenden Sample-and-Hold-Schaltungen, wodurch Aperturzeit und zeitliche Versätze auftreten können, die Verzerrungen verursachen. Jitter, Clock-Drift oder Phasenrauschen verschieben einzelne Abtastzeitpunkte relativ zum idealen Muster und beeinflussen die Genauigkeit der gemessenen Werte.

Anwendung und Bedeutung: Der Abtastzeitpunkt ist zentral in der digitalen Signalverarbeitung, Mess- und Regeltechnik sowie in der Audio- und Kommunikationstechnik. Zusammen mit dem Abtastintervall bestimmt er die zeitliche Auflösung der Digitalisierung und beeinflusst die Möglichkeit der Rekonstruktion des ursprünglichen Signals aus den diskreten Werten.