Teorema de Nyquist 1.1 2005/08/01 14:13:04 GMT-5 2005/08/04 19:35:50 GMT-5 Justin Romberg jrom@rice.edu Fara P. Meza fpmeza@utep.edu Erika Sarait Jackson erikaj@utep.edu Fara P. Meza fpmeza@utep.edu Erika Sarait Jackson erikaj@utep.edu dsp frecuencia nyquist muestreando muestreo nyquist reconstrucción Teorema de Nyquist Este modulo introduce el Teorema de Nyquist.

Introducción Anteriormente habia estado expuesto a los conceptos detras del muestreo y el teorema de muestreo. Mientras aprendía estas ideas, debio haber empezado a notar que si muestreamos a muy bajo valor, hay una oportunidad que nuestra señal original no sea únicamente definida por nuestra señal muestreada. Si esto sucede, entonces no es garantia de que recontruyamos correctamente la señal. Como resultado de esto, el Teorema de Nyquist ha sido creado. A continuación veremos exactamente lo que este torema nos dice.

Teorema de Nyquist Sea T igual a nuestro período de muestreo (distancia entre las muestras). Después sea Ωs 2 T (frecuencia de muestreo radianes/seg). Hemos visto que si f t es limitado en banda en ΩB ΩB y muestreamos con período T Ωb 2 Ωs ΩB Ωs 2 ΩB entonces podemos reconstruir f t de sus muestras. Teorema de Nyquist ("Teorema Fundamental de Procesamiento Digital de Señales DSP") Si f t es limitado en banda a ΩB ΩB , podemos reconstruirlo perfectamente de sus muestras fs n f n T para Ωs 2 T 2 ΩB ΩN 2 ΩB es llamada la "frecuencia Nyquist " para f t . Para la reconstrucción perfecta de ser posible Ωs 2 ΩB donde Ωs es la frecuancia de muestreo y ΩB es la frecuencia más alta en la señal.

Illustración de la Frecuencia Nyquist

Ejemplos: El oído humano oye frecuencias hasta 20 kHz → CD el valor de la muestra es 44.1 kHz. La linea telefónica pasa frecuencias de hasta 4 kHz → la muestra de la compañia de telefonos es de 8 kHz.

Reconstrucción La formula de la reconstrucción en el dominio del tiempo se ve como f t n fs n T t n T T t n T Podemos concluir, desde antes que n n T t n T T t n T es una base para el espacio de ΩB ΩB funciones limitadas en banda, ΩB T . Los coeficientes de expansión para esta base son calculados muestreando f t en el valor 2 T 2 ΩB . La base también es ortogonal. Para hacerla ortonormal, necesitamos un factor de normalización de T .

La gran Pregunta ¿Que pasa si Ωs 2 ΩB ? ¿Qué sucede cuando muestreamos abajo del valor de Nyquist? Vayase a través de los pasos: (véase la )

Finalmente, ¿Qué le pasara ahora a F s ω ? Para contestar esta última pregunta, necesitamos ver el concepto de aliasing.