如何根据传感器的信号频率选择合适的采样频率？

实验设备

实验设备：信号发生器、数据采集卡USB_DAQ V5.2-32及配套的上位机测试软件。

---

首先，我们把信号发生器设置成输出信号频率1khz的正弦波，那么它的信号周期(信号频率的倒数）
1/1k=1ms

我们打开数据采集卡配套的测试软件;
设置显示数据100个，采样频率设为2000，也就是信号频率的2倍，看一下。

采样频率设为2000，采样就是0.5ms采一次数据。我们现在信号周期是1ms,如果初始采样点为0位置，0.5ms时候正好是又回到Y坐标0位置，这样我们无法看到实际输出的正弦波形的波形信号，

如图1

下面，我们再使用5k的采样频率试一下，采样就是0.2ms采一次数据，在半个信号周期，0.5ms时间，只能采集2次，这时出现的波形就呈三角状，不是太圆滑，不能正确显示信号发生器发生的波形。如图2

下面，我们再使用10k的采样频率试一下，采样就是0.1ms采一次数据，在半个信号周期，0.5ms时间，只能采集5次，这时出现的波形就呈三角状，不是太圆滑，不能正确显示信号发生器发生的波形。如图3

下面，我们再使用20k的采样频率试一下，采样就是0.05ms采一次数据，在半个信号周期，0.5ms时间，可以采集10次，这时出现的波形就比较圆润，可以正确显示信号发生器发生的波形。如图4：

我们这次使用的USB_DAQ V5.2-32这款采集卡，每个通道最高采样频率是50k/通道!

也就是我们最高只能测量信号频率为2.5Khz的波形。我们信号发生器设置为±2V，也就是4V的幅值，然后看下测试程序。可以看到我们采集到正负2V范围内的正弦波形。如图5

总结

信号频率和采样频率之间的关系，根据奈奎斯特采样定理，采样频率需要大于信号频率的2倍，才能测到信号存在，那么要想完整的还原一个正弦波形，2倍的采样频率，5倍的采样频率以及10倍的采样频率都是不够的，一般需要20倍的采样频率才能完整的还原一个标准的正弦波信号。视频分别以这2.5.10.20倍的采样频率对一个正弦波信号做了采集波形对比及分析，希望大家能对信号频率和采样频率的关系有个很好的理解。

审核编辑 黄宇