一概述

　　奈奎斯特頻率（Nyquist frequency）是離散信號(hào)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(hào)的最高頻率或帶寬，就可以真實(shí)的還原被測(cè)信號(hào)。反之，會(huì)因?yàn)轭l譜混疊而不能真實(shí)還原被測(cè)信號(hào)。

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(yán)格大于信號(hào)包含的最高頻率。如果信號(hào)中包含的最高頻率恰好為奈奎斯特頻率，那么在這個(gè)頻率分量上的采樣會(huì)因?yàn)橄辔荒：袩o(wú)窮多種該頻率的正弦波對(duì)應(yīng)于離散采樣，因此不足以重建為原來(lái)的連續(xù)時(shí)間信號(hào)。
　　除了奈奎斯特頻率之外，還有一個(gè)指標(biāo)非常重要，這個(gè)指標(biāo)就是測(cè)量裝置的帶寬。
　　嚴(yán)格講，帶寬包含上限和下限兩個(gè)數(shù)值，但是，由于許多寬頻帶的測(cè)量設(shè)備，比如說(shuō)變頻功率分析儀，其帶寬的頻率上限遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(hào)不能通過(guò)測(cè)量?jī)x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(guò)測(cè)量?jī)x器的AD轉(zhuǎn)換器之前的電路時(shí)，幅值衰減為原信號(hào)幅值的70.7%，功率衰減為原信號(hào)的50%。
　　此外，對(duì)于非正弦波形，其含有的諧波頻率高于信號(hào)頻率（基波頻率）。
　　因此，不能簡(jiǎn)單的認(rèn)為，100kHz帶寬的儀器可以用于測(cè)量100kHz的正弦波，更不能認(rèn)為100kHz帶寬的儀器可以用于測(cè)量100kHz的方波或畸變波形。
　　要讓采樣過(guò)程符合奈奎斯特采樣定理，測(cè)量?jī)x器的帶寬應(yīng)該小于奈奎斯特頻率。若測(cè)量?jī)x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(duì)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(duì)于一個(gè)測(cè)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(gè)系統(tǒng)中影響帶寬的一個(gè)重要部件。
　　一般而言，由于測(cè)量過(guò)程難免會(huì)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(hào)可以在信號(hào)傳輸過(guò)程中逐級(jí)被濾除。相反，若傳感器帶寬較窄，而儀器帶寬較寬，這樣，真實(shí)的高頻信號(hào)不能通過(guò)傳感器進(jìn)入儀表，而高頻的干擾信號(hào)可以進(jìn)入儀表，換言之，進(jìn)入儀表的高頻信號(hào)全部為干擾信號(hào)，儀表的寬頻帶除了引入干擾之外，并不能起到有效信號(hào)的寬頻測(cè)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(shí)，其電壓、電流典型帶寬分別為100kHz和30kHz。
　　1、該帶寬指標(biāo)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(hào)，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(biāo)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(biāo)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(cè)量帶寬為100kHz，電流測(cè)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(shí)，其電壓、電流典型帶寬均為100kHz和100kHz。

案例二

　　某進(jìn)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(cè)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(cè)試帶寬約為10kHz，電流測(cè)試帶寬約為50kHz。

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