Nyquistlimitationen

Nyquistlimitationen, ofta kallad Nyquistgränsen, är den högsta frekvens som kan återges utan fel när en kontinuerlig tidsignal konverteras till digitalt via sampling. Den definieras som hälften av samplingfrekvensen: f_N = f_s/2. Nyquistlimitationen är central i Nyquist–Shannon-satsen: om signalen är bandbegränsad till f_max och f_s ≥ 2 f_max kan signalen rekonstrueras exakt ur sina samples med hjälp av en ideal lågpassåterställning. Om innehållet i signalen överstiger f_N uppstår aliasing, där högfrekventa komponenter speglas in i det lägre frekvensområdet och ger en felaktig representation.

I praktiken används anti-aliasing-filter före sampling för att reducera innehåll över f_N. Vid nedskalning eller decimation måste filtrering anpassas för att undvika aliasing. Nyquistlimitationen ligger också till grund för hur upplösning och bandbredd hanteras i tids- respektive frekvensdomänen, där teoretiskt f_N motsvarar π rad/sample i den digitala domänen.

Realistiska system når sällan den ideala begränsningen; verkliga filter har övergångsband och kvantisering samt störningar som jitter som påverkar kvaliteten. Begreppet används inom signalbehandling, telekommunikation, ljud- och bildbehandling för att förklara varför man måste kontrollera frekvensinnehållet före och under digitalisering.