Kwalifikacja: INF.08 - Eksploatacja i konfiguracja oraz administrowanie sieciami rozległymi
Zawód: Technik teleinformatyk
Najmniejsza częstotliwość, z jaką należy próbkować sygnał o ograniczonym paśmie, aby w jego próbkach została zachowana pełna informacja o sygnale, to częstotliwość
Odpowiedzi
Informacja zwrotna
Częstotliwość Nyquista odnosi się do zasady, według której minimalna częstotliwość próbkowania sygnału musi być co najmniej dwukrotnością jego największej częstotliwości składowej, aby zachować pełną informację o tym sygnale. To oznacza, że jeżeli mamy sygnał o ograniczonym paśmie, na przykład sygnał audio, który ma maksymalną częstotliwość 20 kHz, to aby prawidłowo zarejestrować ten sygnał, musimy próbować go z częstotliwością co najmniej 40 kHz. Zasada ta jest kluczowa w wielu obszarach technologii, w tym w przetwarzaniu dźwięku, obrazów oraz sygnałów telekomunikacyjnych. Przykładowo, standard CD audio stosuje próbkowanie na poziomie 44,1 kHz, co jest zgodne z zasadą Nyquista. Praktyczne zastosowania tej zasady są widoczne w systemach cyfrowych, gdzie niewłaściwe próbkowanie może prowadzić do zjawiska aliasingu, co skutkuje utratą informacji i zniekształceniem sygnału. Dlatego przestrzeganie zasady Nyquista jest fundamentalne dla zapewnienia jakości w systemach cyfrowych.
Wybór odpowiedzi graniczna, maksymalna lub podstawowa wskazuje na pewne nieporozumienia związane z pojęciem próbkowania sygnałów. Odpowiedź graniczna może sugerować, że istnieje tylko jedna wartość, powyżej której można bezpiecznie próbować sygnał, co jest uproszczone, ponieważ do określenia częstotliwości próbkowania wymagana jest znajomość całego zakresu częstotliwości sygnału. Odpowiedź maksymalna może wprowadzać w błąd, sugerując, że maksymalna częstotliwość sygnału jest wystarczająca do jego próbkowania, co jest błędne, ponieważ niezbędne jest podwojenie tej częstotliwości, aby uniknąć aliasingu. Użycie terminu podstawowa również nie odnosi się bezpośrednio do rzeczywistego procesu próbkowania, lecz może mylić z pojęciem częstotliwości podstawowej w kontekście analizy harmonicznej sygnału. Kluczowym błędem myślowym jest nieuznawanie zasady Nyquista jako fundamentalnej w kontekście każdego sygnału o ograniczonym paśmie, co prowadzi do nieprawidłowego podejścia do projektowania systemów przetwarzania sygnałów. W praktyce, zrozumienie i stosowanie tej zasady ma kluczowe znaczenie dla uzyskania wysokiej jakości sygnałów w systemach audio i telekomunikacyjnych, gdzie nieprzestrzeganie tych zasad może prowadzić do poważnych degradacji jakości sygnału.