Nyquisttorzulások

Nyquisttorzulások vagy Nyquist-torzulások a jel mintavételezése és visszaalakítása közben előforduló torzulások, amelyek a Nyquist-kritérium betartásával vagy annak figyelmen kívül hagyásával kapcsolatosak. Ezek a torzulások a folytonos időjell mintavételezése során és a későbbi rekonstruálása során jelentkezhetnek, ha a rendszer nem ideális.

Fő okai közé tartozik az alulmintavételezés: ha a mintavételi frekvencia fs kisebb, mint kétszerese a jel legmagasabb összetevőjének (fs < 2 fmax), a spektrum tükröződik a Nyquist-sávba, és aliasing keletkezik. A nem megfelelő anti-aliasing előszűrő vagy annak gyenge teljesítménye is előidézheti a torzulásokat. Emellett a rekonstruálás során használt alacsony átviteli tartományú szűrő nem ideális; amplitúdó- vagy fázis-torzítások fordulhatnak elő a visszaalakítás során. A sample-and-hold elemek és a nemlineáris elemek (ADC/DAC) kölcsönhatásai szintén intermodulációs és spektrális artefaktumokat okozhatnak, különösen a Nyquist-zónákban.

Az eredmény lehet hallható vagy mérhető torzulás: például az audiojelekben élesedő, recsegő hang, vagy zajos, képzaj-szerű artefaktumok a vizuális jelekben. Az aliasing elsősorban problémás a hallható tartományban, de távközlési és képalkotó alkalmazásokban is jelentkezhet.

Megelőzés és korrekció: megfelelő mintavételi frekvencia kiválasztása (legalább a jel legmagasabb összetevőjének kétszerese), jól működő anti-aliasing előszűrő használata, illetve a rekonstrukciós szűrő megfelelő tervezése. Szükség esetén oversamplinget, dithert vagy jobb minőségű, lineáris ADC/DAC-okat alkalmaznak, hogy a Nyquist-torzulásokat minimalizálják.