Wenn das analoge Signal zu selten abgetastet wird, wenn also zu wenig Umwandlungen pro Sekunde durchgeführt werden, dann sieht ein Signal z. B. folgendermaßen aus:
Das Signal wird im Beispiel oben nur alle 0,5 Sekunden abgetastet. Die Zahlen, die im Mikrocontroller vorliegen, haben nur noch wenig mit dem analogen Signal gemeinsam. Das analoge Signal lässt sich nicht mehr aus den digitalen Daten rekonstruieren. Es gibt eine theoretische Untergrenze der Abtastfrequenz: Die Abtastfrequenz muss mindestens doppelt so hoch wie die höchste Frequenz im analogen Signal sein. Mathematisch ausgedrückt lautet die Anforderung:
Die Abtastfrequenz sollte mehr als doppelt so hoch sein, wie die maximale im Signal vorkommende Frequenz. Dann können die Signale – behaupten die Mathematiker – theoretisch vollständig rekonstruiert werden.
In der Praxis sollte zwischen Abtast- und Signalfrequenz mindestens Faktor 5, besser noch Faktor 10 liegen. Je mehr Abtastpunkte im Signal vorhanden sind, desto einfacher ist die digitale Rekonstruktion. Viel zu viele Abtastpunkte bringen aber keinen weiteren Vorteil. Das Signal kann bei mehr als ca. 50 Werten kaum besser rekonstruiert werden. Aber in der digitalen Signalverarbeitung haben wir dann eine Unmenge an Daten zu verarbeiten. Sie werden beim Programmieren bemerken, wenn Sie zu viele Daten verarbeiten müssen, dann können Sie die Abtastfrequenz reduzieren oder einfach Zwischenwerte der Daten ignorieren.
Sie werden oft den Begriff „Abtastrate“ hören. Abtastrate und Abtastfrequenz sind das gleiche. Sie berechnen die Abtastrate aus der Zeit zwischen zwei Abtastpunkten aus der Formel
Während der Zeit zwischen zwei Abtastpunkten wissen Sie nicht, wie sich die Spannung am Eingang des AD-Wandlers verhält. Sie erhalten nur die Zahlen am Ausgang des ADCs bei den Abtastpunkten.
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