näytteenottotaajuutena

Näytteenottotaajuus, suomeksi myös samplaus- tai otantataajuus, viittaa siihen, kuinka monta kertaa analogisesta signaalista otetaan mittausarvo eli näyte aikayksikössä. Se on keskeinen käsite digitaalisessa signaalinkäsittelyssä, erityisesti analogisen signaalin muuntamisessa digitaaliseen muotoon analogia-digitaalimuuntimella (ADC).

Näytteenottotaajuuden yksikkö on hertsi (Hz), joka tarkoittaa näytteenottoa yhden sekunnin aikana. Esimerkiksi 44.1 kHz:n näytteenottotaajuus tarkoittaa, että signaalista otetaan 44 100 näytettä joka sekunti. Mitä korkeampi näytteenottotaajuus on, sitä tarkemmin digitaalinen signaali vastaa alkuperäistä analogista signaalia, ja sitä korkeampia taajuuksia signaalista voidaan toistaa tai analysoida.

Nyquist-Shannonin näytteenottoteoreema määrittelee, että digitaaliseen muotoon muunnetun signaalin korkein taajuuskomponentti, joka voidaan rekonstruoida ilman vääristymiä, on puolet näytteenottotaajuudesta. Tätä kutsutaan Nyquist-taajuudeksi. Jos alkuperäisessä analogisessa signaalissa on taajuuksia, jotka ovat korkeampia kuin puolet näytteenottotaajuudesta, ne voivat aiheuttaa aliasing-ilmiön, jossa korkeammat taajuudet ilmestyvät virheellisesti matalammilla taajuuksilla digitaalisessa signaalissa. Tämän estämiseksi käytetään usein aliasing-suodatusta ennen näytteenottoa.

Eri sovelluksissa käytetään erilaisia näytteenottotaajuuksia. Esimerkiksi CD-laadun äänen yleinen näytteenottotaajuus on 44.1 kHz, kun taas digitaalisessa televisiossa ja videoissa käytetään usein korkeampia taajuuksia. Myös tieteellisissä mittauksissa ja erilaisissa anturisovelluksissa näytteenottotaajuus valitaan signaalin ominaisuuksien ja vaaditun tarkkuuden mukaan.