ナイキスト周波数：これだけは知っておきたいアナログ用語
ナイキスト周波数
ナイキスト周波数とは、ある信号を標本化（サンプリング）する際、その標本化（サンプリング）周波数の1/2に相当する周波数のこと。例えば、サンプリング周波数が500MHzであれば、ナイキスト周波数は250MHzになる。A/D（アナログ/デジタル）コンバータやD/A（デジタル/アナログ）コンバータを設計する場合の基本的な原理である。
一般に、DC（直流）からナイキスト周波数までの帯域（0〜0.5Fs）を「第1ナイキスト・ゾーン（領域）」、ナイキスト周波数からサンプリング周波数までの帯域（0.5Fs〜Fs）を「第2ナイキスト・ゾーン（領域）」と呼ぶ（図1）。さらにその上の周波数帯域にも名称がある。サンプリング周波数からその1.5倍に相当する周波数までの帯域（Fs〜1.5Fs）を「第3ナイキスト・ゾーン（領域）」、その1.5倍から2倍の領域（1.5Fs〜2Fs）を「第4ナイキスト・ゾーン（領域）」と呼ぶ。
通常、A/Dコンバータにおいて、ナイキスト周波数を超える周波数成分を標本化する場合、「折り返し（エイリアシング）」と呼ぶ現象が発生する。この結果、デジタル化された出力信号には「折り返しノイズ」と呼ぶノイズが混入してしまう。そこで、A/D変換を実際に実行する前に、フィルタなどの回路（アンチエイリアス・フィルタ）を使って、前処理を施すのが一般的だ。
ナイキスト周波数が1.8GHzと高いA/Dコンバータ
現在、テキサス・インスツルメンツ（TI）では、ナイキスト周波数が1.8GHzと高いA/Dコンバータ「ADC12D1800RF」を製品化している。このA/Dコンバータの分解能は12ビット。1チップに二つのA/Dコンバータ回路を集積しており、この二つの回路をインターリーブ動作させることで最大3.6GHzのサンプリング周波数を実現できる。入力信号の最大周波数は2.7GHzと高い。すなわち、第3ナイキスト・ゾーンも活用できるわけだ。2.7GHz入力時でも、第3次相互変調歪み（IMD3）は−64dBc（標準値）と良好である。
このほか同社は、最大サンプリング周波数が3.2GHzで、ナイキスト周波数が1.6GHzのA/Dコンバータ「ADC12D1600RF」も市場に投入している。いずれも、用途は無線通信基地局や、無線バックホール装置、軍用電子機器、レーダー機器、テスト機器、計測器など。
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提供：日本テキサス・インスツルメンツ株式会社
アイティメディア営業企画／制作：EDN Japan 編集部／掲載内容有効期限：2014年3月31日
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