Sampling rate harus dipilih bersama bandwidth sinyal dan anti-alias filter. Menurut prinsip Nyquist, sample rate setidaknya dua kali komponen frekuensi tertinggi yang ingin dipertahankan, tetapi batas dua kali bukan margin engineering yang otomatis aman. Filter analog harus membatasi komponen di atas Nyquist sebelum ADC mengambil sampel; jika tidak, frekuensi tinggi dapat muncul sebagai frekuensi rendah palsu.
Apa itu aliasing?
Aliasing terjadi ketika sinyal masuk memiliki komponen di atas setengah sample rate. ADC tidak dapat membedakan sinyal asli dengan representasi frekuensi yang lebih rendah. Inilah sebabnya hasil waveform atau spectrum dapat terlihat bersih tetapi salah. Setelah aliasing terjadi di ADC, software tidak dapat memulihkan informasi asli hanya dengan smoothing.
| Istilah | Makna praktis |
|---|---|
| Sample rate, fs | Jumlah sampel per detik. |
| Nyquist frequency | Setengah fs; batas teoritis untuk komponen yang direpresentasikan. |
| Anti-alias filter | Filter analog sebelum ADC untuk melemahkan energi di atas band yang diinginkan. |
| Transition band | Rentang antara passband dan stopband; membutuhkan margin sample rate. |
| Aliased frequency | Frekuensi palsu yang muncul di band lebih rendah akibat sampling terlalu lambat. |
Memilih sample rate dengan margin
Mulai dari bandwidth sinyal yang benar-benar dibutuhkan, bukan dari angka maksimum sensor. Jika ingin mempertahankan sampai 10 kHz, sample rate 20 kS/s adalah batas teoritis; filter nyata membutuhkan transition band, sehingga sample rate lebih tinggi biasanya dipilih. Untuk transient, harmonik, atau sinyal yang belum sepenuhnya diketahui, gunakan margin lebih besar dan verifikasi dengan spectrum.
Hitung juga jumlah kanal, resolusi ADC, storage, dan kemampuan transfer. Sample rate per channel dapat berubah ketika DAQ menjalankan banyak kanal pada satu ADC multiplexed. Tanyakan apakah angka pada datasheet adalah aggregate sample rate atau per-channel rate.
Workflow pemeriksaan
- Tentukan band sinyal dan event yang harus dipertahankan.
- Catat sample rate efektif per channel pada konfigurasi aktual.
- Periksa cutoff, order, dan mode anti-alias filter.
- Masukkan sinyal uji dengan frekuensi yang diketahui di bawah dan di atas Nyquist.
- Bandingkan hasil time-domain dan frequency-domain dengan osiloskop atau analyzer yang bandwidth-nya memadai.
- Ulangi saat jumlah kanal, range, atau mode acquisition berubah.
Contoh interpretasi
| Kondisi | Risiko | Tindakan |
|---|---|---|
| fs hanya sedikit di atas 2× bandwidth | Transition band sempit dan sinyal di luar band mudah masuk. | Naikkan fs atau gunakan filter dengan spesifikasi jelas. |
| Sensor vibration punya resonance tinggi | Energi di luar band dapat alias ke frekuensi diagnosis. | Gunakan IEPE conditioning dan anti-alias filter yang sesuai. |
| Banyak kanal multiplexed | Sample rate aktual per kanal turun. | Hitung aggregate rate dan cek dokumentasi driver. |
| Data di-resample setelah akuisisi | Resampling digital tidak menghapus aliasing yang sudah terjadi. | Anti-alias sebelum decimation dan simpan konfigurasi filter. |
Bedakan bandwidth sensor dan bandwidth DAQ
Sensor dengan bandwidth lebar tidak otomatis membuat DAQ mampu mengukur seluruhnya. Rantai pengukuran dibatasi oleh sensor, kabel, conditioning, filter, ADC, sample clock, dan software. Jika salah satu tahap lebih sempit, dokumentasikan bandwidth efektif sistem itu. Untuk vibration, perhatikan juga mounting, axis, sensitivity, dan overload.
Peralatan untuk validasi
Gunakan Tektronix 5 Series B MSO untuk melihat sinyal sumber dan event transient, serta Dewesoft DEWE-43A atau Keithley DAQ6510 sesuai jenis kanal. Lihat juga kategori sistem DAQ untuk konfigurasi sample rate, input, dan filter.
Kesimpulan
Nyquist adalah syarat minimum, bukan desain filter lengkap. Pilih sample rate per channel, pahami transition band, gunakan anti-alias filter sebelum ADC, dan uji konfigurasi aktual dengan sinyal yang diketahui.
Sumber resmi
- NI — Anti-Aliasing Filters and Their Usage Explained
- NI — Bandwidth and Nyquist Sampling Theorem
- NI — Anti-Aliasing
Source reviewed: 22 September 2026. Hubungi Terastek untuk review sample rate, filter, range, dan validasi acquisition chain.
