La frecuencia de Nyquist es la frecuencia más alta que puede ser representada con precisión por una señal digital. Debe su nombre a Harry Nyquist, que demostró que una señal puede reconstruirse completamente a partir de una versión muestreada de sí misma, siempre que la frecuencia de muestreo sea mayor que el doble de la componente de frecuencia más alta de la señal.
La frecuencia de Nyquist es importante en el diseño de sistemas digitales, como ordenadores y redes de datos. Si una señal contiene componentes en frecuencias por encima de la frecuencia de Nyquist, entonces esos componentes tendrán alias, o estarán distorsionados, cuando la señal sea muestreada. Esto puede conducir a errores en la representación digital de la señal.
¿Cómo se selecciona la frecuencia de muestreo?
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La frecuencia de muestreo es el número de muestras que se toman por unidad de tiempo, normalmente medido en Hertz. El teorema de muestreo de Nyquist-Shannon establece que una señal puede reconstruirse perfectamente a partir de una secuencia de muestras si la frecuencia de muestreo es mayor que el doble de la componente de mayor frecuencia de la señal. Para las señales que no tienen límite de banda, como el ruido blanco, el teorema no se aplica, y es posible muestrear a cualquier frecuencia sin perder información. Sin embargo, en la práctica, generalmente no es posible reconstruir perfectamente una señal a partir de sus muestras, por lo que el teorema suele aplicarse en un sentido aproximado.
La selección de una frecuencia de muestreo adecuada es un compromiso entre varios factores, como el ancho de banda de la señal, la precisión de la reconstrucción, el coste del hardware de muestreo y el tiempo de respuesta deseado del sistema. En el caso de las señales que no tienen límite de banda, como el ruido blanco, el teorema no se aplica y es posible muestrear a cualquier frecuencia sin perder información. Sin embargo, en la práctica, generalmente no es posible reconstruir perfectamente una señal a partir de sus muestras, por lo que el teorema suele aplicarse en un sentido aproximado.
El ancho de banda de la señal es el rango de frecuencias que contiene la mayor parte de la energía de la señal. Para las señales que no están limitadas por banda, como el ruido blanco, el ancho de banda es infinito. El ancho de banda de una señal con límite de banda es el rango de frecuencias entre los componentes de frecuencia inferior y superior de la señal. Por ejemplo, el ancho de banda de una señal que sólo contiene frecuencias entre 100 Hz y 1 kHz es de 900 Hz.
La precisión de la reconstrucción está directamente relacionada con la frecuencia de muestreo. Cuanto mayor sea la frecuencia de muestreo, más precisa será la reconstrucción. Sin embargo, la contrapartida es que las frecuencias de muestreo más altas requieren un hardware más caro y dan lugar a tiempos de respuesta más largos.
El coste del hardware de muestreo es otra consideración importante. Las frecuencias de muestreo más altas requieren un hardware más caro. Además, el espacio de almacenamiento necesario y
¿La tasa de Nyquist y la frecuencia de muestreo son iguales?
No, la tasa de Nyquist y la frecuencia de muestreo no son lo mismo. La tasa de Nyquist es el doble de la frecuencia más alta que se puede representar con una tasa de muestreo determinada. Por ejemplo, si una señal tiene una componente de frecuencia más alta de 1kHz, entonces se necesitaría una frecuencia de muestreo de 2kHz para representar con precisión la señal (es decir, la tasa de Nyquist sería de 2kHz).
¿Qué es el aliasing de frecuencia? El aliasing de frecuencia es la distorsión que se produce cuando una señal se muestrea a una velocidad demasiado baja para representar con precisión la señal original. Esto puede ocurrir cuando una señal analógica se convierte en una señal digital, o cuando una señal digital se procesa utilizando un filtro digital. Cuando se produce esta distorsión, la señal resultante tendrá frecuencias que no estaban presentes en la señal original. ¿Qué es la tasa de Nyquist de la señal analógica? En el procesamiento de señales, la tasa de Nyquist, llamada así por Harry Nyquist, es la tasa mínima de datos que se puede muestrear sin perder ninguna información sobre la señal original. Es el doble del ancho de banda de la señal.
¿Es lo mismo la tasa de Nyquist y la frecuencia de muestreo?
No, la tasa de Nyquist y la frecuencia de muestreo no son lo mismo. La tasa de Nyquist es el doble de la frecuencia más alta que se puede representar con una tasa de muestreo determinada. Por ejemplo, si una señal tiene una componente de frecuencia más alta de 1kHz, entonces se necesitaría una frecuencia de muestreo de 2kHz para representar con precisión la señal (es decir, la tasa de Nyquist sería de 2kHz).