Amerykański inżynier, wynalazca, autor prac o fundamentalnym znaczeniu dla teorii sterowania i telekomunikacji. W teorii sterowania jest najlepiej znany jako twórca kryterium Nyquista (czytaj Ny:qiusta) używanego do projektowania stabilnych układów regulacji.
Harry Nyquist (né Harry Theodor Nyqvist) urodził się 7 lutego 1889 roku w parafii Stora Kil, Nilsby, Värmland, Szwecja. Jego ojcem był Lars Jonsson Nyqvist (ur. 1847) i Katrina Eriksdotter (ur. 1857). Był czwartym dzieckiem spośród ośmiorga dzieci swoich rodziców.
Do USA wyemigrował w wieku 18 lat (1907). Następne 10 lat poświęcił zdobywaniu wykształcenia. W roku 1912 wstąpił na uniwersytet North Dakota gdzie uzyskał stopnie inżyniera (1914) i magistra (1915) w dziedzinie elektrotechniki. Doktoryzował się z fizyki w roku 1917, na Uniwersytecie Yale.
Zaraz po tak znakomicie ukończonych studiach, rozpoczął pracę na Wydziale Badawczo-Rozwojowym (Development and Research Dept.) w AT&T gdzie był zatrudniony do roku 1934. Po przekształceniu firmy AT&T w Bell Telephone Laboratories pracował nadal aż do roku 1954. W latach 1917-1934 koncentrował się na zagadnieniach telegraficznego cyfrowego przesyłania obrazów i dźwięku, a w latach 1934-1954 — w zakresie inżynierii komunikacyjnej, zwłaszcza w dziedzinie inżynierii i technologii systemów przesyłowych. Harry Nyquist był świetnym inżynierem, i był wyjątkowy w matematyce, zarówno jako teoretyk jak i wynalazca.
Otrzymał 138 patentów w USA i opublikował 12 artykułów technicznych. Jego prace były fundamentalne i leżały w szerokim zakresie wiedzy: ● od szumu termicznego poprzez ● transmisję sygnałów, do ● teorii sprzężenia zwrotnego.
Większość najważniejszych badań Nyquista była związana z potrzebami rozwijającej się gwałtownie techniki telegraficznej, telefonicznej i radiowej.
Przez kilka lat w AT&T zajmował się telegrafią dużych szybkości. To zaowocowało jego pracami nad związkiem między szybkością sygnału, kształtem impulsu i prawdopodobieństwem interferencji poszczególnych znaków. Pod koniec lat dwudziestych i na początku lat trzydziestych XX w. zajmował się zagadnieniami transmisji telewizyjnej. W tym okresie badał wpływ szumu termicznego na obwody telekomunikacyjne.
Jako inżynier, Nyquist prowadził ważne prace dot. szumu termicznego ("szum Johnsona-Nyquista") [7], stabilności wzmacniaczy elektronicznych (wtedy były one lampowe), telegrafii, faksu (fax machine) , telewizji i innych ważnych problemów komunikacji (łączności).
Wraz z Herbertem E. Ivesem opracował pierwszy fax do cyfrowego przesyłania fotografii linią telefoniczną (1924). Prace nad tym zagadnieniem trwały od roku 1918. Pierwsze faxy zainstalowano na linii telefonicznej Manhattan - Cleveland. Przesyłane fotografie miały wymiary 5x7, a przesyłanie jednej fotografii trwało 7 minut.
Nyquist ustalił, że liczba niezależnych impulsów, które można przesłać przez kanał telegraficzny w jednostce czasu jest ograniczona do dwukrotności szerokości pasma przenoszenia kanału. Ta reguła została opublikowano w artykule [4] 'Niektóre czynniki wpływające na szybkość transmisji telegraficznej' (1924). Zasada ta jest w istocie dualna z tym, co obecnie jest znane jako twierdzenie o próbkowaniu Nyquista-Shannona. ■ Twierdzenie Nyquista o próbkowaniu zakłada, że częstotliwość próbkowania musi być co najmniej dwa razy większa od częstotliwości sygnału próbkowanego, jest to warunkiem zrekonstruowania sygnału.
■ Jego wynalazek modulacji jednowstęgowej (SSB) jest również obecnie szeroko wykorzystywany w transmisji np. telewizji analogowej. Dobrze jest znany ■ diagram (charakterystyka amplitudowo-fazowa
) Nyquista układu otwartego do określania stabilności układu zamkniętego (z ujemnym sprzężeniem zwrotnym).Najszerzej znanym w technice jego odkryciem jest ■ kryterium stabilności układów ze sprzężeniem zwrotnym, w którym pokazał jak można zbadać czy wzmacniacz z ujemnym sprzężeniem zwrotnym będzie stabilny. Kryterium to jest wykorzystywane także obecnie zarówno w telekomunikacji, jak i automatyce czy teorii sterowania, było ono odpowiedzią na praktyczne potrzeby inżynierów. W roku 1932 opublikował artykuł [5] na ten temat. Kryterium stabilności Nyquista można teraz znaleźć we wszystkich podręcznikach na temat teorii sprzężenia zwrotnego.
Po przejściu na emeryturę, Nyquist był zatrudniony jako inżynier konsultant w niepełnym wymiarze czasu w sprawach komunikacji, przez Departament Obrony, Stavid Engineering Inc. i W.L. Maxson Corporation.
Harry Nyquist był doskonałym inżynierem i wynalazcą, wyjątkowym matematykiem, świetnym teoretykiem. Jego postać była bardzo znacząca w okresie budowy podwalin teorii informacji. Co najmniej trzy z jego osiągnięć mają istotne znaczenie w technice:
Harry Nyquist za wkład w rozwój telekomunikacji oraz teorii sterowania otrzymał 4 medale:
Po przejściu na emeryturę, mieszkał w Pharr, Texas. Zmarł w Harlingen, Texas 4 IV 1976 w wieku 87 lat.
Opracowali:
Andrzej Marusak i Piotr Marusak