Principio fundamental que permite convertir señales del mundo real (analógicas) en datos digitales (como un archivo MP3 o un video) sin perder información esencial.

Descripción

El teorema fue formulado por Harry Nyquist en 1928 y demostrado por Claude Shannon en 1949. Plantea que, si queremos representar con exactitud una onda, la frecuencia de muestreo deberá ser superior al doble de la frecuencia que queremos representar.

Para digitalizar una onda continua (como el sonido), debemos tomar «fotos» de la señal a intervalos regulares. Estas fotos se llaman muestras. El teorema establece que para poder reconstruir una señal perfectamente, la frecuencia de muestreo debe ser al menos el doble de la frecuencia más alta contenida en la señal original.

Matemáticamente se expresa como:

Donde:

  • : frecuencia de muestreo (muestras por segundo).

  • : frecuencia máxima del mensaje original.

Frecuencia de Nyquist

La mitad de la tasa de muestreo de un sistema de procesamiento de una señal discreta.

Ejemplos

El oído humano puede escuchar frecuencias de hasta 20000 Hz (20 kHz).

Para capturar todo el rango audible sin distorsión, los ingenieros aplicaron el teorema de Nyquist:

Por esta razón, el estándar de los CDs es de 44100 Hz (44.1 kHz). Los 4100 Hz adicionales sirven como un «margen de seguridad» para que los filtros electrónicos funcionen correctamente.

Sinónimos:
teorema de muestreo de Nyquist-Shannon
Categorías: Teoría