อ่าน 3 นาที
ความถี่ไนควิสต์
ในการประมวลผลสัญญาณความถี่Nyquist (หรือความถี่พับ ) เป็นลักษณะเฉพาะของตัวสุ่มตัวอย่างซึ่งแปลงฟังก์ชันหรือสัญญาณต่อเนื่องให้เป็นลำดับแบบไม่ต่อเนื่อง ชื่อนี้ตั้งตามชื่อของHarry...
ความถี่ไนควิสต์

ในการประมวลผลสัญญาณความถี่Nyquist (หรือความถี่พับ ) เป็นลักษณะเฉพาะของตัวสุ่มตัวอย่างซึ่งแปลงฟังก์ชันหรือสัญญาณต่อเนื่องให้เป็นลำดับแบบไม่ต่อเนื่อง ชื่อนี้ตั้งตามชื่อของHarry Nyquistสำหรับอัตราการสุ่มตัวอย่าง ที่กำหนด ( ตัวอย่างต่อวินาที ) ความถี่ Nyquist ( รอบต่อวินาที ) คือความถี่ที่มีความยาวรอบ (หรือคาบ) เป็นสองเท่าของช่วงเวลาระหว่างตัวอย่าง ดังนั้น0.5 รอบ/ตัวอย่าง ตัวอย่างเช่นซีดี เพลง มีอัตราการสุ่มตัวอย่าง 44100 ตัวอย่าง/วินาทีที่0.5 รอบ/ตัวอย่างความถี่ Nyquist ที่สอดคล้องกันคือ 22050 รอบ/วินาที ( Hz ) ในทางกลับกัน อัตรา Nyquist สำหรับการสุ่มตัวอย่างสัญญาณ 22050 Hz คือ 44100 ตัวอย่าง/วินาที[ 1 ] [ 2 ] [ A ]
เมื่อความถี่สูงสุด ( แบนด์วิดท์ ) ของสัญญาณน้อยกว่าความถี่ Nyquist ของตัวสุ่ม ผลลัพธ์ของ ลำดับ เวลาแบบไม่ต่อเนื่องจะถือว่าปราศจากความผิดเพี้ยนที่เรียกว่าaliasingและอัตราการสุ่มตัวอย่างที่สอดคล้องกันจะถือว่าสูงกว่าอัตรา Nyquistสำหรับสัญญาณนั้นๆ[ 3 ] [ 4 ]
ในการใช้งานการสุ่มตัวอย่างทั่วไป ขั้นแรกจะเลือกความถี่สูงสุดที่จะเก็บรักษาและสร้างขึ้นใหม่ โดยพิจารณาจากเนื้อหาที่คาดหวัง (เสียงพูด ดนตรี ฯลฯ) และคุณภาพเสียงที่ต้องการ จากนั้นจึงใส่ตัวกรองป้องกันการเกิดสัญญาณรบกวน (anti-aliasing filter)ไว้ก่อนหน้าตัวสุ่มตัวอย่าง หน้าที่ของตัวกรองคือการลดทอนความถี่ที่สูงกว่าขีดจำกัดนั้น สุดท้าย โดยพิจารณาจากคุณลักษณะของตัวกรอง จะเลือกอัตราการสุ่มตัวอย่าง (และความถี่ Nyquist ที่สอดคล้องกัน) ที่จะทำให้เกิดสัญญาณรบกวน ในปริมาณที่ยอมรับได้ ในแอปพลิเคชันที่อัตราการสุ่มตัวอย่างถูกกำหนดไว้ล่วงหน้า (เช่น อัตรา CD) ตัวกรองจะถูกเลือกโดยพิจารณาจากความถี่ Nyquist มากกว่าในทางกลับกัน
ความถี่ในการพับ

ในตัวอย่างนี้f sคืออัตราการสุ่มตัวอย่าง และ0.5 รอบ/ตัวอย่าง × f sคือความถี่ Nyquist ที่สอดคล้องกัน จุดสีดำที่พล็อตที่0.6 f sแสดงถึงแอมพลิจูดและความถี่ของฟังก์ชันไซน์ที่มีความถี่ 60% ของอัตราการสุ่มตัวอย่าง จุดอีกสามจุดแสดงถึงความถี่และแอมพลิจูดของไซน์อีกสามตัวที่จะสร้างชุดตัวอย่างเดียวกันกับไซน์จริงที่ถูกสุ่มตัวอย่าง การสุ่มตัวอย่างไซน์ต่ำกว่าอัตราการสุ่มตัวอย่างที่0.6 f sเป็นสิ่งที่ทำให้เกิดสัญญาณรบกวน ความถี่ต่ำ หากความถี่ที่แท้จริงคือ0.4 f sก็จะยังคงมีสัญญาณรบกวนที่ 0.6, 1.4, 1.6 เป็นต้น
เส้นสีแดงแสดงถึงเส้นทาง ( ตำแหน่ง ) ของจุดทั้ง 4 จุด หากเราปรับความถี่และแอมพลิจูดของไซนูซอยด์ตามส่วนสีแดงทึบ (ระหว่าง f s /2 และ f s ) ไม่ว่าเราจะเลือกฟังก์ชันใดในการเปลี่ยนแอมพลิจูดเทียบกับความถี่ กราฟจะแสดงความสมมาตรระหว่าง 0 และ f s ความสมมาตรนี้มักเรียกว่าการพับและอีกชื่อหนึ่งของ f s /2 (ความถี่ไนควิสต์) คือความถี่การพับ[ 5 ]
ความหมายอื่นๆ
การใช้คำว่าความถี่ Nyquist ในช่วงแรก เช่นที่อ้างถึงข้างต้น ล้วนสอดคล้องกับคำจำกัดความที่นำเสนอในบทความนี้ สิ่งพิมพ์ในภายหลังบางฉบับ รวมถึงตำราเรียนที่น่าเชื่อถือบางเล่ม เรียกความถี่ Nyquist ว่าสองเท่าของแบนด์วิดท์สัญญาณ[ 6 ] [ 7 ] ซึ่งเป็นการใช้งานส่วนน้อยอย่างชัดเจน และโดย ทั่วไป แล้วความถี่ที่สองเท่าของแบนด์วิดท์สัญญาณจะถูกเรียกว่าอัตรา Nyquist
หมายเหตุ
- ^เมื่อโดเมนของฟังก์ชันคือระยะทาง เช่นในระบบการสุ่มตัวอย่างภาพ อัตราการสุ่มตัวอย่างอาจเป็นจุดต่อนิ้ว และความถี่ไนควิสต์ที่สอดคล้องกันจะเป็นรอบต่อนิ้ว
ดูเพิ่มเติม
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ความถี่ไนควิสต์
ในการประมวลผลสัญญาณความถี่Nyquist (หรือความถี่พับ ) เป็นลักษณะเฉพาะของตัวสุ่มตัวอย่างซึ่งแปลงฟังก์ชันหรือสัญญาณต่อเนื่องให้เป็นลำดับแบบไม่ต่อเนื่อง ชื่อนี้ตั้งตามชื่อของHarry...
ความถี่ในการพับ
ในตัวอย่างนี้ f s คืออัตราการสุ่มตัวอย่าง และ 0.5 รอบ/ตัวอย่าง × f s คือความถี่ Nyquist ที่สอดคล้องกัน จุดสีดำที่พล็อตที่ 0.
ความหมายอื่นๆ
การใช้คำว่า ความถี่ Nyquist ในช่วงแรก เช่นที่อ้างถึงข้างต้น ล้วนสอดคล้องกับคำจำกัดความที่นำเสนอในบทความนี้ สิ่งพิมพ์ในภายหลังบางฉบับ รวมถึงตำราเรียนที่น่าเชื่อถือบางเล่ม เรียกความถี่ Nyquist ว่าสองเท่าของแบนด์วิดท์สัญญาณ [ 6 ] [ 7 ]...
หมายเหตุ
^ เมื่อโดเมนของฟังก์ชันคือระยะทาง เช่นในระบบการสุ่มตัวอย่างภาพ อัตราการสุ่มตัวอย่างอาจเป็นจุดต่อนิ้ว และความถี่ไนควิสต์ที่สอดคล้องกันจะเป็นรอบต่อนิ้ว