频谱无重叠；F<2 fM 时，相邻频谱有重叠，这一现象就是所谓的同名现象。取样频率极限FN=2 fM ，超过此频率时便不再有重叠，该频率就是内奎斯特（Nyquist）频率。若满足条件：FN>2 fM，原始信号的恢复将可以实现，只需将取样信号波形通过矩形低通滤波器即可。若取样频率低于此值，原始连续信号便不可能根据它的取样信号波形得到不失真的恢复。
4．1．2 A/D转换
按转换器的工作原理不同，A/D转换器通常可分为积分型和比较型。积分型A/D转换器先将输入的模拟量转换为中间量，然后再将此中间量变换成相应的数字量。这种类型的A/D器件的特点是抗干扰能力强，精度高，但速率较低。高速A/D转换器一般采用比较型。下面介绍几种适用于高速变换的A/D转换器。
（1）闪烁式A/D转换器：将采样的模拟信号直接与各个不同的参考电压比较，从而得出相应的数字信号大小。这种方式只需一个A/D内部周期即可得到数字结果，速度相当快，但分辨率不高。它需要2N（N为A/D的位数）个内部比较器，电路非常复杂。
（2）逐次比较型A/D转换器：其原理是利用比较器不断地对采样模拟信号与D/A转换器产生的标准模拟电压进行比较，直到两者之差小于1LSB为止。这种方式需要N个内部周期来完成一次转换,但只需一个比较器,比较容易提高分辨率,电路较简单。
（3） ΣΔ A/D转换器：其原理是将模拟信号先进行ΣΔ调制，再通过高性能的数字滤波，就能得到高分辨率的数字信号。这种方式能获得较大的信噪比，它实际上利用了下面要介绍的过采样技术。
为了满足软件无线电对数据采集模块的需求，进一步提高采集的性能，在上述基本结构的基础上，采用了一些改进的采集技术，现分别介绍如下：
（1）正交采样技术：将要进行数字化的信号分成两个分量，其中一个乘以正弦波，下变频到零中心频率上；另一个乘以900相移的正弦波，下变频到零中心频率上。每一分量只以原信号的二分之一带宽出现，以原信号的二分之一采样速率进行取样。
（2）带通信号采样技术：如果前一模块送出的是带通模拟信号，可以以低于抽样定理中的Nyquist采样率进行模数转换。只要采样率fs不低于两倍的信号带宽（fh-fl），就不会导致信号的频谱的重叠，同时，fs还应满足：
2fh/k这里k是满足如下关系的整数2（3）过采样技术：以远大于Nyquist采样率进行采样的方法称之为过采样技术，采用过采样技术会带来两个好处。首先，高速采样可降低对前级抗混叠滤波器性能的设计要求；其次，过采样技术可提高信噪比。
（4）并行ADC、DAC技术：软件无线电的发展方向是ADC和DAC尽量靠近射频端。高频宽带信号的数字化对采样频率、位数及动态范围都提出了较高要求，这时可采用并行A/D转换技术。这样用多个高速采样保持和A/D可完成超高速转换。
4． 2高速A/D数据采集
4．2．1采样频率和缓冲容量的确定
本课题是针对超声波工业检测设备而开发的高速数据采集技术，因此，检测对象基本上为钢体材料。超声波在钢中传播时，纵波CL的传播速度为5900米/秒，横波CS的传播速度为3230米/秒，可见，超声波在钢中的传播速度很快。因此，对于一定厚度的工件进行检测时，超声波在工件中的传播时间很短，尤其对于薄壁材料检测，传播距离更短。从以下超声波检测的基本方法可以计算出超声波的传播时间，确定检测频率和缓冲的容量要求。
4．2．2超声波传播时间的计算
超声波在钢中的传播速度、距离和时间的关系公式为：
D=C·T
式中： D表示声程（距离）
C表示声速
T表示传播时间
如果采用反射法直探头进行检测，在其探测范围内的传播时间：
T=2H/C
式中： H表示工件厚度
C表示声速
T表示传播时间
如果采用反射法斜探头进行检测，则要考虑入射角和几次声程的影响。采用一次声程探伤，在其探测范围内的传播时间：
T=2H/(cosφ·C)
式中： H表示工件厚度
C表示声速
T表示传播时间
φ表示探头入射角
采用二次声程探伤，在其探测范围内的传播时间：
T=4H/(cosφ·C)
式中： H表示工件厚度
C表示声速
T表示传播时间
φ表示探头入射角
4． 2．3 采样频率的确定
从以上的超声波传播时间可以看出，对于钢质材料的超声波检测，由于超声波在钢中传播时间很短，因此，一般需采用较高的检测频率。尤其对于薄壁材料的检测，为了得到足够的分辨率，采用高的检测频率就更为重要。这就要求有足够的采样频率才能满足信号采集的要求。
如对于1mm厚的材料进行检测，由于超声波在其中的传播时间仅为0.339μs，要达到10%（0.1mm）的检测精度，必须要能分辨0.0339μs的信号周期，不至于信号重叠而无法分辨。这就要求检测频率至少大于29.5MHZ（1/0.0339μs）的检测频率fM。因此，对于采样频率FN至少满足内奎斯特（Nyquist）频率，即满足条件：FN>2 fM ，也就是采样频率至少达到60MHZ以上。对于整个系统的设计检测频率上限40MHZ，采样频率必须在80MHZ以上。
为了提高信噪比和检测精度，我们选择了大于Nyquist采样率的过采样技术。确定了整个系统的采样速率必须达到100MHZ以上。
当然，整个系统为了满足不同检测要求的需要，采样速率是可以调整的，在检测频率不是很高时，可以降低采样速率，以减小缓冲容量的要求。
4．2．4 缓存器容量的确定
由于整个系统的采样速率较高，要对信号数据进行保存，就需要使用高速缓存器，缓存器的容量应该把探测范围内的
