рассчитать фазу сигнала действительно можно, и действительно вне зависимости от частоты дискретизации. Точность этого рассчета определяется исключительно точностью вычислений и отношением сигнал/шум входного сигнала. А процессор можно поставить и с более высокой тактовой, или рулить выборкой через что-то скоростное наружнее.