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과학

나이퀴스트 주파수

나이퀴스트 주파수과학
영문명
Nyquist frequency
정의
샘플링 주파수의 절반
표기 예
fs/2
단위
Hz
나이퀴스트 주파수는 일정 간격으로 샘플링하는 계통에서 샘플링 주파수의 절반에 해당하는 주파수다. 기저대역 신호의 샘플링과 에일리어싱을 설명할 때 사용하는 기준이다.

기록 속도로 정해진다

매초 2400번 기록하는 계통의 나이퀴스트 주파수는 1200 Hz다. 매초 4800번으로 바꾸면 2400 Hz가 된다. 입력 신호를 바꾸지 않아도 샘플링 설정이 달라지면 이 기준은 바뀐다.

신호의 최고 주파수와 구별한다

나이퀴스트 주파수는 샘플링 계통에서 정하는 값이다. 실제 입력에 있는 최고 주파수가 이 값과 항상 같다는 뜻은 아니다. 기저대역 신호를 보존하려면 입력 대역과 이 기준의 관계를 확인한다.

정확히 경계에 놓인 신호

샘플링 속도가 2000회/초일 때 1000 Hz 사인파를 위상 0에서 기록하면 표본은 모두 0이다. 같은 주파수라도 위상에 따라 표본 모습이 달라질 수 있다. 따라서 경계 주파수의 임의 신호까지 무조건 충실하게 기록한다고 단정하지 않는다.

필터의 여유도 필요하다

실제 필터는 전이 구간을 가지므로 이상적인 경계만으로 설계를 끝내지 않는다. 관심 신호를 통과시키면서 원치 않는 높은 성분을 충분히 줄일 여유를 둔다. 나이퀴스트 주파수를 높인 것과 아날로그 회로의 대역폭을 높인 것도 같은 조작은 아니다.

관련 문서

에일리어싱 / 안티앨리어싱 필터 / 저역 통과 필터 / 주파수 / 사인 함수