关于奈奎斯特定理的疑问

Question

看到采样定理中关于混叠的概念: 如果信号采样率低于两倍奈奎斯特频率，采样数据中就会出现虚假的低频成分。 这种现象便称为混叠。
那实际测试的时候，采集到的信号频率往往是多个频率分量叠加后呈现的效果。比如我采样率100kHz，按照奈奎斯特定理混叠的概念，只要信号最高频率不超过50kHz，那就不会发生混叠。
那么问题来了，实际信号的最高频率是多少是不是不好确定？比如我有个实际信号，我用100采样频率采集信号，但是假设这个实际信号频率分量有20,30，80.那结果会如何？如果采集不到80的频率分量，会不会对我采集到信号的时域波形有什么影响？

Answer 1

在实际测试中，信号频率往往不是单一的频率分量叠加，而是由多个频率分量组成的复杂波形。因此，确定实际信号的最高频率是相对困难的，需要根据具体情况进行分析和判断。

对于你提到的例子，如果用100kHz采样率采集信号，并且信号最高频率不超过50kHz,那么理论上不会发生混叠。但是，如果实际信号中存在80Hz的频率分量，但由于采样率不足2倍奈奎斯特频率(即200Hz),则这些高频成分会被混叠到低频区域中，导致低频成分包含有高频信息的干扰。因此，这种情况下采集到的信号时域波形可能会受到影响，表现为低频噪声或失真等现象。

为了避免混叠问题，通常需要根据实际情况选择合适的采样率，以保证采样频率不低于两倍奈奎斯特频率。同时，还需要对信号进行滤波和去混叠等处理，以确保采集到的信号质量和准确性。