奈奎斯特頻率

奈奎斯特頻率

奈奎斯特頻率(Nyquist frequency)因哈里·奈奎斯特(Harry Nyquist)或奈奎斯特-香農採樣定理得名,是指最低允許的抽樣率,是帶限信號頻率寬度的2倍。可以用等間隔的抽樣值惟一地表示。

理論解釋


奈奎斯特頻率
奈奎斯特頻率
從理論上說,即使奈奎斯特頻率恰好大於信號帶寬,也足以通過信號的採樣重建原信號。但是,重建信號的過程需要以一個低通濾波器或者帶通濾波器將在奈奎斯特頻率之上的高頻分量全部濾除,同時還要保證原信號中頻率在奈奎斯特頻率以下的分量不發生畸變,而這是不可能實現的。在實際應用中,為了保證抗混疊濾波器的性能,接近奈奎斯特頻率的分量在採樣和信號重建的過程中可能會發生畸變。因此信號帶寬通常會略小於奈奎斯特頻率,具體的情況要看所使用的濾波器的性能。
需要注意的是,奈奎斯特頻率必須嚴格大於信號包含的最高頻率。如果信號中包含的最高頻率恰好為奈奎斯特頻率,那麼在這個頻率分量上的採樣會因為相位模糊而有無窮多種該頻率的正弦波對應於離散採樣,因此不足以重建為原來的連續時間信號。

相關公式


奈奎斯特間隔公式: