Cos'è un "campione" di un segnale?

Il significato usuale di "campione" di un segnale è una misurazione del segnale in un certo momento o in un certo piccolo intervallo di tempo o in un piccolo intervallo di tempo. La durata dell'intervallo di tempo per il campione è chiamata "finestra di campionamento" o "apertura di campionamento". Il contesto abituale dei segnali di campionamento è l'elaborazione del segnale digitale, che di solito prende una misura digitalizzata ad incrementi uniformi nel tempo.

Un circuito chiamato "sample and hold" (S/H) risponde al segnale analogico in modalità di campionamento, e passa alla modalità hold per mantenere la tensione del campione per la digitalizzazione. La digitalizzazione del segnale richiede un certo tempo e non vogliamo che la tensione del campione cambi finché il suo valore non è valutato digitalmente. Un cambiamento del valore campionato durante la digitalizzazione può causare errori spuri nel processo di digitalizzazione.

Un circuito appositamente progettato chiamato convertitore analogico-digitale (ADC) converte la tensione campionata dal S/H in un numero digitale che rappresenta il valore del segnale. Di solito l'S/H è integrato nell'ADC.

In senso stretto, il campione potrebbe non essere una misura digitalizzata del segnale. Alcuni processori di segnale usano campioni analogici e linee di ritardo analogiche chiamate circuiti "bucket brigade" per elaborare segnali con campioni analogici discreti, ma questi dispositivi sono stati quasi interamente sostituiti dall'uso di misure digitalizzate dei campioni.

Con certe limitazioni e pericoli, una replica del segnale analogico originale può essere ricostruita dalla sequenza di valori numerici che rappresentano il segnale campionato.

I sistemi telefonici ora usano campioni digitali del segnale audio dal microfono. Il flusso di valori digitali può quindi essere trasferito digitalmente alla destinazione e ricostruito in tensioni analogiche per pilotare l'auricolare o l'altoparlante della persona che ascolta la telefonata. Il vantaggio è che i valori digitali non si degradano nel mezzo di trasmissione. Lo svantaggio è che ora dobbiamo trasmettere più bit per ogni campione, il che finisce per prendere più larghezza di banda nel mezzo di trasmissione. Un tipico segnale analogico telefonico ha circa 3000Hz di larghezza di banda e viene trasmesso da circa 8000 campioni a 8 bit al secondo, a 64.000 bit al secondo.