stromvergleicher

Mit Abtastrate, auch Samplingrate oder Samplerate, wird in der Signalverarbeitung die Häufigkeit benannt, mit der ein kontinuierliches Signal abgetastet wird und in ein zeitdiskretes Signal umgewandelt wird.

Allgemeines

Der Abstand zwischen den Abtastzeitpunkten ist das Abtastintervall und wird in Sekunden bzw. Teilen davon ausgedrückt. Ist dieser Abstand konstant, so lässt sich aus der Abtastrate t_s eine Abtastfrequenz oder Sampling-Frequenz f_s bestimmen:

Dem Nyquist-Shannon-Abtasttheorem folgend ist für eine vollständige Abbildung eines Signals bei zeitlich konstanter Abtastrate mit der höchsten Spektralkomponente f_a mindestens eine doppelt so hohe Abtastrate notwendig:

Bei der Abtastung von Signalen mit Frequenzen oberhalb von f_a treten Fehler wie der Alias-Effekt auf. Mittels eines analogen Tiefpassfilters zur Beschränkung der Eingangsfrequenz f_a können Abtastfehler reduziert werden.

Die Abtastrate wird in der Einheit Hertz oder Samples per Second (Samples/s), kurz SPS oder S/s, angegeben. Die Abtastung kann durch einen Analog-Digital-Umsetzer erfolgen, welcher neben der Abtastung auch die Quantisierung durchführt und das zeitdiskrete Signal in ein digitales Signal umwandelt.

Anwendungen

Audiotechnik

Audio-CDs verwenden eine Sampling-Frequenz von 44,1 kHz, ausreichend für Frequenzen bis zu 20 kHz. Daneben sind bei Audio-DVD auch Abtastraten von 96 oder 192 kHz üblich. Durch die höheren Abtastraten können die notwendigen analogen Filter für das Antialiasing mit geringeren Gütefaktor gestaltet werden bzw. bei gleichen Gütefaktor im Audiofrequenzbereich ein höherer Signal-Rausch-Abstand (SNR) erzielt werden.

Videotechnik

In der Videotechnik, wie es analoge Fernsehsignale darstellen, werden je nach benötigter Auflösung höhere Abtastraten im Bereich einiger MHz bis zu einigen 100 MHz verwendet. Analoge Videosignale haben im Gegensatz zu Audiosignalen in praktischen Anwendungen keine direkte Entsprechung und werden zusätzlich zur Abtastung und Quantisierung in der Dateninhalt verändert, um beispielsweise Synchronisationsimpulse geeignet abzubilden. Eine übliche digitale Videoschnittstelle stellt die ITU-R BT 601 und die ITU-R BT 656 dar, welche bei SDTV mit einer Abtastfrequenz von 13,5 MHz betrieben wird.

Literatur

• Alan v. Oppenheim, Ronald W. Schafer: Zeitdiskrete Signalverarbeitung. 3. Auflage. Oldenbourg, 1999, ISBN 3-486-24145-1. 
• Thomas Görne: Tontechnik. 1. Auflage. Carl Hanser Verlag, Leipzig 2006, ISBN 3-446-40198-9. 

 Wiktionary: Abtastrate – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen und Grammatik