Il Teorema di Nyquist, noto anche come teorema di campionamento, è un principio che gli ingegneri seguono nella digitalizzazione dei segnali analogici. Affinché la conversione analogico-digitale (ADC) risulti in una riproduzione fedele del segnale, è necessario prendere frequentemente delle fette, chiamate campioni, della forma d’onda analogica. Il numero di campioni al secondo è chiamato frequenza di campionamento o frequenza di campionamento.
Ogni segnale analogico è costituito da componenti a varie frequenze. Il caso più semplice è l’onda sinusoidale, in cui tutta l’energia del segnale è concentrata su una frequenza. In pratica, i segnali analogici di solito hanno forme d’onda complesse, con componenti a molte frequenze. La componente di frequenza più alta in un segnale analogico determina la larghezza di banda di quel segnale. Più alta è la frequenza, maggiore è la larghezza di banda, se tutti gli altri fattori sono tenuti costanti.
Supponiamo che la componente di frequenza più alta, in hertz, per un dato segnale analogico sia fmax. Secondo il teorema di Nyquist, la frequenza di campionamento deve essere almeno 2fmax, o il doppio della componente di frequenza analogica più alta. Il campionamento in un convertitore analogico-digitale è attuato da un generatore di impulsi (clock). Se la frequenza di campionamento è inferiore a 2fmax, alcune delle componenti di frequenza più alte nel segnale analogico in ingresso non saranno rappresentate correttamente nell’uscita digitalizzata. Quando un tale segnale digitale viene riconvertito in forma analogica da un convertitore digitale-analogico, appaiono false componenti di frequenza che non erano nel segnale analogico originale. Questa condizione indesiderata è una forma di distorsione chiamata aliasing.