一概述

　　奈奎斯特頻率（Nyquist frequency）是離散信號系統(tǒng)采樣頻率的一半，因哈里·奈奎斯特（Harry Nyquist）或奈奎斯特－香農(nóng)采樣定理得名。采樣定理指出，只要離散系統(tǒng)的奈奎斯特頻率高于被采樣信號的最高頻率或帶寬，就可以真實的還原被測信號。反之，會因為頻譜混疊而不能真實還原被測信號。

二奈奎斯特頻率的應(yīng)用

　　需要注意的是，奈奎斯特頻率必須嚴格大于信號包含的最高頻率。如果信號中包含的最高頻率恰好為奈奎斯特頻率，那么在這個頻率分量上的采樣會因為相位模糊而有無窮多種該頻率的正弦波對應(yīng)于離散采樣，因此不足以重建為原來的連續(xù)時間信號。
　　除了奈奎斯特頻率之外，還有一個指標非常重要，這個指標就是測量裝置的帶寬。
　　嚴格講，帶寬包含上限和下限兩個數(shù)值，但是，由于許多寬頻帶的測量設(shè)備，比如說變頻功率分析儀，其帶寬的頻率上限遠遠大于頻率下限，或者頻率下限為零，因此，一般以頻率上限作為該儀器的帶寬。
　　一般而言，帶寬指-3db帶寬。-3db帶寬并不表明高于帶寬上限頻率的信號不能通過測量儀器。舉例而言，某功率分析儀的帶寬上限為100kHz，那么，100kHz的正弦波通過測量儀器的AD轉(zhuǎn)換器之前的電路時，幅值衰減為原信號幅值的70.7%，功率衰減為原信號的50%。
　　此外，對于非正弦波形，其含有的諧波頻率高于信號頻率（基波頻率）。
　　因此，不能簡單的認為，100kHz帶寬的儀器可以用于測量100kHz的正弦波，更不能認為100kHz帶寬的儀器可以用于測量100kHz的方波或畸變波形。
　　要讓采樣過程符合奈奎斯特采樣定理，測量儀器的帶寬應(yīng)該小于奈奎斯特頻率。若測量儀器的電路固有帶寬高于奈奎斯特頻率，應(yīng)該在AD轉(zhuǎn)換器之間加上截至頻率小于奈奎斯特頻率的防混疊濾波器。對于后者，防混疊濾波器的截至頻率就是儀器的帶寬。

三案例分析

　　對于一個測試系統(tǒng)而言，且最低帶寬的部件的帶寬上限應(yīng)低于奈奎斯特頻率。其帶寬主要取決于各部件中帶寬最低的部件，而防混疊濾波器是這個系統(tǒng)中影響帶寬的一個重要部件。
　　一般而言，由于測量過程難免會受到干擾的影響，因此，理想的帶寬構(gòu)成是：
　　傳感器帶寬大于儀器帶寬，儀器中抗混疊濾波器的帶寬低于其前端所有部件的帶寬，即：越接近AD轉(zhuǎn)換器的部件的帶寬越窄。這樣，高頻的干擾信號可以在信號傳輸過程中逐級被濾除。相反，若傳感器帶寬較窄，而儀器帶寬較寬，這樣，真實的高頻信號不能通過傳感器進入儀表，而高頻的干擾信號可以進入儀表，換言之，進入儀表的高頻信號全部為干擾信號，儀表的寬頻帶除了引入干擾之外，并不能起到有效信號的寬頻測試功能，如果條件允許的話，應(yīng)該在后續(xù)處理中加上截至頻率低于系統(tǒng)帶寬的低通濾波器。

案例一

　　WP4000變頻功率分析儀的采樣率為250kHz，其奈奎斯特頻率為125kHz。
　　WP4000變頻功率分析儀可配置的功率單元有SP系列變頻功率傳感器和DT系列數(shù)字變送器。
　　WP4000變頻功率分析儀配置SP系列變頻功率傳感器時，其電壓、電流典型帶寬分別為100kHz和30kHz。
　　1、該帶寬指標就是其內(nèi)部防混疊濾波器的截至頻率參數(shù)；
　　2、功率分析儀只處理數(shù)字信號，不影響帶寬；
　　3、其電壓、電流通道的硬件固有帶寬（不同傳感器指標不同）上限均高于防混疊濾波器的截至頻率，因此，防混疊濾波器的截至頻率就是該儀器的帶寬上限，且該指標低于奈奎斯特頻率，滿足采樣定理的要求。
　　因此，該儀器的電壓測量帶寬為100kHz，電流測量帶寬為30kHz。
　　同理，WP4000變頻功率分析儀配置DT系列數(shù)字變送器時，其電壓、電流典型帶寬均為100kHz和100kHz。

案例二

　　某進口高精度功率分析儀與霍爾電壓、電流傳感器構(gòu)成的功率測試系統(tǒng)，其電壓傳感器帶寬為10kHz，電流傳感器帶寬為300kHz，高精度功率分析儀帶寬為1MHz，奈奎斯特頻率為100kHz（采樣頻率為200kHz）、防混疊濾波器的截至頻率為50kHz，那么，該系統(tǒng)的電壓測試帶寬約為10kHz，電流測試帶寬約為50kHz。

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