A amostragem consiste na retenção de um conjunto de valores discretos a partir da gama contínua de valores assumidos pelo sinal analógico. A fig. 2.3 mostra um exemplo de como se pode proceder à amostragem do sinal analógico:
- Tal como se ilustra na fig. 2.3, a periodicidade com que se amostra o sinal analógico, ou taxa da amostragem (Ta), deve ser constante. Por outras palavras, os valores analógicos devem ser capturados a intervalos de tempo e/ou de espaço regulares.
- Outra forma de exprimir a taxa de amostragem é indicando a frequência com que se amostra o sinal, isto é, o número de vezes por segundo que se retém uma amostra do sinal. Esta frequência costuma designar-se por frequência de amostragem -fa.
- Quando se amostra um sinal analógico, a questão principal está em determinar quantas amostras é necessário reter para assegurar que não se perde nenhuma da informação contida no sinal analógico original.
- De um modo geral, para preservar toda a informação contida no sinal analógico original, é necessário amostrar o sinal com uma frequência de amostragem que deve ser sempre superior ao dobro da maior frequência presente no sinal analógico original (pois são necessárias duas amostras por sinal sinusoidal, uma para cada metade da onde sinusoidal). Este teorema, introduzido por Nyquist, é conhecido por teorema da amostragem.
- O valor limite correspondente ao dobro da maior frequência do sinal original é conhecido por frequência de Nyquist. Assim, de acordo com o teorema, qualquer sinal analógico pode ser reproduzido fielmente por um sinal digital, desde que a frequência com que o sinal analógico foi amostrado seja, no mínimo, maior do que o dobro da maior frequência que este contém.
- A amostragem também se designa por discretização no tempo para sinais que, tais como o som, apenas variam no tempo; por discretização no espaço para sinais que, tais como as imagens, apenas variam no espaço; ou por discretização no espaço e no tempo para sinais que variam no tempo e no espaço, tais como o vídeo.
