Снижение качества преобразования в аналого-цифровом преобразователе (АЦП) при увеличении частоты сигнала может быть связано с несколькими факторами:
1. **Эффект алиасинга**: Хотя ваша частота дискретизации в 4 раза превышает частоту сигнала (т.е. 8 кГц для максимальной частоты 2 кГц), недостаточная полоса пропускания в аналоговом фильтре может привести к необратимым эффектам алиасинга. Если частота сигнала близка к пределу Найквиста, необходимо обеспечить соответствующее фильтрование.
2. **Параметры АЦП**:
- Скорость изменений входного сигнала может превышать максимальную скорость преобразования АЦП (например, время выборки). Это может привести к искажению сигналов, особенно для быстро меняющихся сигналов, таких как прямоугольные волны.
- Время удержания (сэмплирование) может быть не оптимальным, что также может сказаться на качестве преобразования.
3. **Шум**: Появление шумов, связанных с высоким уровнем частоты, может значительно ухудшить качество сигнала. Высокочастотные компоненты и шум могут влиять на результаты преобразования, особенно при наличии прямоугольного сигнала, который имеет высокую гармоническую составляющую.
4. **Потеря линейности**: В некоторых АЦП, особенно при использовании дешевых моделей, могут возникать проблемы линейности на верхних частотах, что ведет к увеличению искажений и погрешностей при преобразовании.
5. **Интермодулярные искажения**: Когда основной сигнал имеет более высокую частоту, это может влиять на поведение АЦП, особенно для сложных сигналов, в результате чего могут возникать интермодулярные искажения, которые приводят к ухудшению качества преобразования.
6. **Сигнализация и переходы**: Прямоугольные сигналы, из-за их резких переходов, содержат в себе множество высокочастотных компонент. При преобразовании таких сигналов может возникать проблема с предельно допустимой частотой дискретизации, и АЦП рискует не успеть с выборкой, что увеличивает искажения.
Для получения более точных результатов преобразования прямоугольного сигнала на частоте 2 кГц, возможно, потребуется увеличение частоты дискретизации или улучшение условий измерения, например, путем использования более высококачественного АЦП или фильтрации сигнала перед его подачей на вход АЦП.