Nyqistin teoreema

Nk. Nyquistin teoreeman mukaan näytteitä täytyy ottaa vähintään kaksinkertaisella taajuudella verrattuna muunnettavan signaalin maksimitaajuuteen. Muutoin tapahtuu laskostumista (aliasing), ja digitaalinen signaali vääristyy ja muuttuu "oudoksi".

Laskostuminen

Kun näytteenottotaajuus on liian pieni suhteessa näytteistettävän signaalin taajuuteen saadaan AD-muunnoksen tulokseksi liian matalataajuinen signaali. Tätä kutsutaan signaalin laskostumiseksi (aliasign). Laskostuneen signaalin taajuus on näytteistettävän signaalin ja näytteenottotaajuuden erotus.

Laskostumista pyrkii hahmottamaan seuraava kuva. Alkuperäinen, näytteistettävä signaali on kuvattu violetilla. Signaalista on otettu näytteitä tietyin väliajoin näytteistystaajuudella (punaiset pallot). Kun näytteistä hahmotellaan uudestaan analoginen signaali, näyttää tämä olevan eri taajuudella (vihreä käyrä), eikä vastaa alkuperäistä signaalia.

Laskostuminen tapahtuu, jos näytteitä otetaan liian harvoin. Kuvassa sinisignaalista on otettu näytteitä tasaisin välein pallukoiden kohdalta. Hahmottelemalla näytteistä (pallukoista) uudelleen analoginen signaali, huomataan, että rekonstruoitu signaali (vihreä) ei vastaakaan alkuperäistä signaalia. Lisäksi huomataan, että rekonstruoitu signaali on eri taajuudella.

Käytännössä laskustumisen aiheuttaman vääristymän voin havaita vaikkapa televisiosta, jossa kuvataan kiihdyttävää autoa ja auton pyörää. Kiihdytyksen alussa pyörän pyöriminen kiihtyy, kunnes saavutetaan kohta, jonka jälkeen pyörimisnopeus näyttää laskevan. Tällöin pyörä on ylittänyt puolet kameran tallennusnopeudesta. Jos auto jatkaa jälleen kiihdyttämistään, näyttää pyörä lopulta pysähtyvän, jonka jälkeen pyörä näyttää pyörivän väärään suuntaan. Pysähdyshetkellä pyörän kierrosnopeus on sama, kuin kameran tallennusnopeus. Tämä sama jatkuu aina kameran tallennusnopeuden kerrannaisilla. Näytteistykseen tämä liittyy siten, että video/elokuvakamera toimii kuten "näytteistin", joka napsii vinhasti kuvia peräjälkeen tallennusnopeudellaan==näytteistystaajuus.