奈奎斯特

奈奎斯特，美國物理學家。

1889年出生在瑞典韋姆蘭省。

1912年考入美國北達科他大學。

1914年獲得理學學士學位。

1915年獲得理學碩士學位。

1917年獲得耶魯大學物理學博士學位。

1917-1934年間在AT&T公司工作。

1934-1954年間在貝爾實驗室工作。

1954年從貝爾實驗室退休。

1976年在美國得克薩斯州逝世。

奈奎斯特1907年移民到美國並於1912年進入北達克塔大學學習。1917年在耶魯大學獲得物理學博士學位。1917年～1934年在 AT&T公司工作，後轉入貝爾電話實驗室工作。1927年，奈奎斯特確定瞭如果對某一帶寬的有限時間連續信號（模擬信號）進行抽樣，且在抽樣率達到一定數值時，根據這些抽樣值可以在接收端準確地恢復原信號。為不使原波形產生“半波損失”，採樣率至少應為信號最高頻率的兩倍，這就是著名的奈奎斯特採樣定理。奈奎斯特1928年發表了《電報傳輸理論的一定論題》。1954年，他從貝爾實驗室退休。

作為貝爾電話實驗室的工程師，在熱噪聲(Johnson-Nyquist noise)和反饋放大器穩定性方面做出了很大的貢獻他早期的理論性工作是關於確定傳輸信息的需滿足的帶寬要求，在《貝爾系統技術》期刊上發表了《影響電報速度傳輸速度的因素》文章，為後來香農的信息論奠定了基礎。

在進行模擬/數字信號的轉換過程中，當採樣頻率fs.max大於信號中最高頻率fmax的2倍時（fs.max>=2fmax），採樣之後的數字信號完整地保留了原始信號中的信息。一般實際應用中保證採樣頻率為信號最高頻率的5～10倍。採樣定理又稱奈奎斯特定理。

要使實信號採樣後能夠不失真還原，採樣頻率必須大於信號最高頻率的兩倍。

當用採樣頻率F對一個信號進行採樣時，信號中F/2以上的頻率不是消失了,而是對稱的映象到了F/2以下的頻帶中，並且和F/2以下的原有頻率成分疊加起來，這個現象叫做 “混疊”（aliasing）。

消除混疊的方法有兩種:

1.提高採樣頻率F，即縮小採樣時間間隔。然而實際的信號處理系統不可能達到很大的採樣頻率，處理不了很多的數據。另外，許多信號本身可能含有全頻帶的頻率成分，不可能將採樣頻率提高到無窮大。所以，通過採樣頻率避免混疊是有限制的。

2.採用抗混疊濾波器。在採用頻率F一定的前提下，通過低通濾波器濾掉高於F/2的頻率成分，通過低通濾波器的信號則可避免出現頻率混疊。