采樣頻率的定義

　　采樣頻率，也稱為采樣速度或者采樣率，定義了每秒從連續(xù)信號中提取并組成離散信號的采樣個數(shù)，它用赫茲（Hz）來表示。采樣頻率的倒數(shù)是采樣周期或者叫作采樣時間，它是采樣之間的時間間隔。通俗的講采樣頻率是指計算機每秒鐘采集多少個信號樣本。

　　連續(xù)信號在時間（或空間）上以某種方式變化著，而采樣過程則是在時間（或空間）上，以T為單位間隔來測量連續(xù)信號的值。T稱為采樣間隔。在實際中，如果信號是時間的函數(shù)，通常他們的采樣間隔都很小，一般在毫秒、微秒的量級。采樣過程產(chǎn)生一系列的數(shù)字，稱為樣本。樣本代表了原來的信號。每一個樣本都對應(yīng)著測量這一樣本的特定時間點，而采樣間隔的倒數(shù)，1/T即為采樣頻率，fs，其單位為樣本/秒，即赫茲（hertz）。

　　采樣頻率只能用于周期性采樣的采樣器，對于非周期性采樣的采樣器沒有規(guī)則限制。

　　采樣頻率的常用的表示符號是fs。

　　通俗的講采樣頻率是指計算機每秒鐘采集多少個信號樣本，比如聲音信號，此時采樣頻率可以是描述聲音文件的音質(zhì)、音調(diào)，衡量聲卡、聲音文件的質(zhì)量標準。采樣頻率越高，即采樣的間隔時間越短，則在單位時間內(nèi)計算機得到的樣本數(shù)據(jù)就越多，對信號波形的表示也越精確。采樣頻率與原始信號頻率之間有一定的關(guān)系，根據(jù)奈奎斯特理論，只有采樣頻率高于原始信號最高頻率的兩倍時，才能把數(shù)字信號表示的信號還原成為原來信號。

　　采樣頻率的計算

　　單位時間內(nèi)的采樣點數(shù)目，比如采樣頻率為44.1KHz，則1s內(nèi)采樣點有44.1*10^3個，每個采樣周期（通常情況下采樣周期是一致的）t=1/44.1*10^3。

　　載波頻率的定義

　　載波頻率是在信號傳輸?shù)倪^程中，并不是將信號直接進行傳輸，而是將信號負載到一個固定頻率的波上，這個過程稱為加載，這樣的一個固定頻率。嚴格的講，就是把一個較低的信號頻率調(diào)制到一個相對較高的頻率上去，這被低頻調(diào)制的較高頻率就叫載波頻率，也叫基頻。

　　變頻器（開關(guān)頻率）載波頻率，大多是采用PWM調(diào)制的形式進行變頻的。也就是說變頻器輸出的電壓其實是一系列的脈沖，脈沖的寬度和間隔均不相等。其大小就取決于調(diào)制波和載波的交點，也就是開關(guān)頻率。開關(guān)頻率越高，一個周期內(nèi)脈沖的個數(shù)就越多，電流波形的平滑性就越好，但是對其它設(shè)備的干擾也越大。載波頻率越低或者設(shè)置的不好，電機就會發(fā)出難聽的噪音。通過調(diào)節(jié)開關(guān)頻率可以實現(xiàn)系統(tǒng)的噪音最小，波形的平滑型最好，同時干擾也是最小的。

　　載波頻率的應(yīng)用

　　變頻器

　　變頻器的載波頻率就是決定逆變器的功率開關(guān)器件（如：IGBT）的開通與關(guān)斷的次數(shù)，因此，也稱開關(guān)頻率。它主要影響以下幾方面：功率模塊IGBT的功率損耗與載波頻率有關(guān)，載波頻率提高，功率損耗增大，功率模塊發(fā)熱增加，對變頻器不利；載波頻率對變頻器輸出二次電流的波形影響：當(dāng)載波頻率高時，電流波形正弦性好，而且平滑。這樣諧波就小，但是干擾相對要大，反之就差，當(dāng)載波頻率過低時，電機有效轉(zhuǎn)矩減小，損耗加大，溫度增高的缺點，反之載波頻率過高時，變頻器自身損耗加大，IGBT溫度上升，同時輸出電壓的變化率dv/dt增大，對電動機絕緣影響較大。假設(shè)SPWM波的載波頻率為fc，基波頻率為fs，fc/fs稱為載波比N，對于三相變頻器，當(dāng)N為3的整數(shù)倍時，輸出不含3次諧波及3的整數(shù)倍諧波。且諧波集中載波頻率整數(shù)倍附近，即諧波次數(shù)為：kfc±m(xù)fs，k和m為整數(shù)。實際的SPWM波，其載波比不一定為整數(shù)，此時，為了降低頻譜泄露，可適當(dāng)增加傅里葉窗口長度，對多個基波周期的PWM進行傅里葉變換（FFT或DFT）。

　　發(fā)電機

　　電驅(qū)動控制系統(tǒng)是以電能為能源，通過電機本體、驅(qū)動器、控制器和傳感器等環(huán)節(jié)進行能量變換的電機系統(tǒng)。隨著微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、電機制造技術(shù)以及新型材料技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是現(xiàn)代控制理論技術(shù)研究的不斷進步與深入，電驅(qū)動控制系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、航空航天等多個領(lǐng)域，成為傳動系統(tǒng)的主流實現(xiàn)永磁同步電機系統(tǒng)的高性能控制，獲知電機轉(zhuǎn)子的位置信號是必不可少的。在傳統(tǒng)的驅(qū)動系統(tǒng)中，這些信號通常采用光電編碼器或旋轉(zhuǎn)變壓器來檢測，這類機械式傳感器存在機械安裝、電纜連接、故障等問題，降低了系統(tǒng)的可靠性，而且增加了系統(tǒng)的體積和成本，這都限制了永磁同步電機系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。

　　無位置傳感器

　　為了解決機械式傳感器帶來的各種缺陷，無位置傳感器控制技術(shù)得到了廣泛的研究和應(yīng)用。目前，無位置傳感器控制技術(shù)研究主要分為兩類：基波激磁估算法和高頻信號成份法?；ご殴浪惴ㄖ饕陔姍C的基波動態(tài)模型。這類方法具有良好的動態(tài)性能，但對電機參數(shù)變化敏感，魯棒性差。在這類方法中，用于轉(zhuǎn)子位置估算所需的基波參數(shù)與電機轉(zhuǎn)速成正比，限制了其在零速和低速范圍的應(yīng)用，只適用于電機在中、高速范圍內(nèi)的無位置傳感器運行為實現(xiàn)全速域范圍內(nèi)都能精確估算轉(zhuǎn)子的位置信號，一些文獻提出了高頻信號成份法。這類方法要求電機具有一定程度的空間凸極性，通過追蹤電機轉(zhuǎn)子的空間凸極效應(yīng)以獲得轉(zhuǎn)子的位置信號，因此對電機參數(shù)的變化不敏感，魯棒性好。在這類方法中，載波頻率成份法利用逆變器本身的載波頻率成份信號，無需外加高頻激勵就能實現(xiàn)系統(tǒng)的無位置傳感器運行，已成為無位置傳感。

　　采樣頻率與載波頻率區(qū)別

　　采樣頻率與載波頻率區(qū)別：比如某個廣播電臺發(fā)射的調(diào)幅波信號的頻率就是該電臺的頻率，如900千周，這個頻率就是載波頻率。這個是交流放大器的需要。而采樣頻率是對連續(xù)（模擬）信號進行離散采樣（變成數(shù)字信號）時所用的頻率。