从 ADC 的角度来看，它只是及时对电压进行采样。我看不出如何做出“误解”，因为没有“转动的车轮”可以在错误的时间拍照。谐波是否以保留波形的方式混叠？

您可以在时域中自己推理出这一点。考虑一个值为 -1 和 1 的方波；并以其周期的五倍对其进行采样。你会得到像 {+1, +1, -1, -1, -1, +1, +1 ...} 这样的东西。

如果您只需要在频域中考虑这一点，那么经过大量工作后，您可以向自己证明，不仅谐波不会以保持形状的方式混叠，而且实际上以某种方式混叠不保留形状 - 您最终会得到与 ADC 采样点对齐的边缘。

在我看来，给信号添加一个滤波器会改变原始信号的形状，摆脱那些高次谐波。根据滤波器设计，它可能会增加过冲、纹波和/或上升/下降时间变化。那么直接采样不是得到脉冲的最佳表示吗？

这取决于你想要做什么。如果您的目标是准确捕获边缘的时序，小于 ADC 采样间隔，那么您需要将这些边缘舍入 - 因为信号变为 {+1, +1, -1, -1}与边缘位置相比，边缘位置的信息更少，例如 {+1, 0.75, -0.25, -1} 或 {+1, 0, -1, -1}。

最后：

我正在尝试确定是否需要抗混叠滤波器来采样方波。

这完全取决于您手头的问题。如果您需要波中包含的每一点信息（而不仅仅是它的时间），并且如果它确实具有无限大的能量含量（这在物理上是不可能的），那么您需要无限快速地采样。如果您知道它是带限的，那么您就知道需要使用的采样率。例如，如果您知道边缘非常锐利，但您真正关心的是它们的时序，那么您可以使用 ADC 进行过滤和采集，并从测量的“平方”方式推断边缘的实际位置-ish” 波浪过渡。

实际（和模拟）视频信号中的方波应始终受到带宽限制。可能它们一开始看起来非常锐利，但如果你放大你会看到它们的边缘实际上是圆形的，表明带宽有限。

因此，如果您使用足够高的采样率，那么您将在没有抗混叠滤波器的情况下避免混叠。但是，对于带限信号，正确实施的 aa 滤波器不应使信号失真。（但由于实际的滤波器设计考虑，它可能会以某种方式失真）

对非带限方波进行采样会产生以下失真；边缘之前和边缘之后的样本会导致脉冲占空比的抖动误差。此外，如果您确实使用了非常长的采样周期，您可能会得到完全不同的脉冲长度（例如完全错过一个关闭周期）。