Sampling und Aliasing

Blau: das Eingangssignal — die Vorlage, die ein echtes Oszilloskop nie zu sehen bekommt. Es hängt allein von Signalform und Signalfrequenz ab und bleibt stehen, wenn die Sample Rate verändert wird. Grün: die Samples. Orange gestrichelt: die ideale Rekonstruktion — so würde ein idealer Tiefpass aus einem unendlich langen Datensatz rekonstruieren. Unterhalb der Nyquistfrequenz liegt sie auf dem Eingangssignal; darüber wird sie zur Aliaskurve. Violett: dieselbe Rekonstruktion mit sin(x)/x, aber ausschließlich aus den Samples dieses Zeitfensters. Ihre Abweichung am Fensterrand tritt nur bei kurzen Datensätzen und bei Frequenzen dicht an der Nyquistfrequenz auf; reale Geräte haben so tiefen Speicher, dass sie dort unsichtbar bleibt. Unter den beiden oberen Reglern stehen Eingabefelder für genaue Werte; ohne Einheit gilt kHz beziehungsweise kSa/s, mit Einheit sind auch Angaben wie „20 Hz“ oder „0,8 MHz“ möglich. Die Sample-Phase verschiebt das gesamte Sample-Raster gegenüber dem Signal; 360° entsprechen einem vollen Sample-Intervall T_s = 1/f_s.