A frequência de amostragem é um conceito essencial no processamento digital de sinais. Em termos simples, é o número de amostras recolhidas por segundo quando se converte um sinal analógico num sinal digital. A frequência de amostragem é expressa em Hertz (Hz) e também é conhecida como taxa de amostragem ou taxa de amostragem. Em relação a este assunto, o artigo abordará o significado de frequência de amostragem, como calcular a frequência de um movimento, como calcular a frequência de uma tabela e qual a taxa de amostragem a utilizar.
No processamento digital de sinais, um sinal analógico é amostrado a uma determinada frequência para criar um sinal digital. A qualidade do sinal digital resultante é determinada pela frequência de amostragem. Quanto maior for a frequência de amostragem, maior será a precisão do sinal digital. A frequência de amostragem deve ser, pelo menos, o dobro da frequência mais elevada presente no sinal analógico; caso contrário, o sinal digital será distorcido ou ocorrerá aliasing.
Para calcular a frequência de um movimento, é necessário medir o tempo necessário para um ciclo completo do movimento. A frequência do movimento é então o recíproco do tempo necessário para um ciclo completo. Por exemplo, se um pêndulo demora 2 segundos a efectuar um ciclo completo, a sua frequência é de 0,5 Hz.
Por outro lado, para calcular a frequência de uma mesa, é necessário medir o tempo que a mesa demora a efectuar uma oscilação ou vibração. A frequência da mesa é então o recíproco do tempo necessário para uma oscilação. Por exemplo, se uma mesa demora 0,1 segundos a completar uma oscilação, a sua frequência é de 10 Hz.
Ao decidir qual a taxa de amostragem a utilizar, é necessário ter em conta o teorema de amostragem de Nyquist-Shannon. O teorema afirma que a taxa de amostragem deve ser pelo menos o dobro da frequência mais alta presente no sinal analógico. Por exemplo, se a frequência mais alta presente no sinal analógico for 20 kHz, a taxa de amostragem deve ser de pelo menos 40 kHz. Pode ser utilizada uma taxa de amostragem superior ao requisito mínimo para garantir uma melhor precisão e evitar aliases.
Em conclusão, a frequência de amostragem é um conceito crucial no processamento digital de sinais e afecta a qualidade do sinal digital resultante. A frequência de um movimento ou de uma mesa pode ser calculada medindo o tempo necessário para um ciclo completo ou uma oscilação, respectivamente. Ao decidir qual taxa de amostragem usar, o teorema de amostragem de Nyquist-Shannon deve ser considerado. É essencial utilizar uma taxa de amostragem que seja, pelo menos, o dobro da frequência mais elevada presente no sinal analógico para evitar aliasing e garantir resultados exactos.