A ver si explico un poco esto del aliasing de forma matemática, que tampoco es tan difícil.
La ecuación de una onda senoidal de amplitud unidad, frecuencia "f" y fase cero sería:
sin(2*pi*f*t)
"f" se mediría en hertzios y "t" en segundos.
Para hallar su valor en cada instante basta con darle valor a "t".
Al muestrear una señal el resultado es una lista de números que describen el valor de la señal en determinados instantes, lo que se representa gráficamente con los típicos diagramas de "piruletas".
Por ejemplo, tomemos el tono de 40 kHz, muestreado a 44.100 Hz. Primero se tomará una muestra en t=0, luego otra en t=1/44100, otra en t=2/44100...
En general la lista de muestras de una senoide saldrá de la ecuación:
sin(2*pi*f*(n/F))
donde "n" es el número de muestra y F la frecuencia de muestreo.
Así que a darle a la calculadora:
sin(2*pi*40000*(0/44100))=0
sin(2*pi*40000*(1/44100))=-0.55149
sin(2*pi*40000*(2/44100))=-0.92009
sin(2*pi*40000*(3/44100))=-0.98355
etc.
Como veis nos dejamos muchos puntos sin registrar, tantos como infinitos. Así que uno podría preguntarse, ¿existen otras señales distintas pero que pasen exactamente por los mismos puntos?
Pues sí, claro, infinitas también. Basta con coger un lápiz y ponerse a enhebrar las piruletas, haciendo lo que nos dé la gana en los espacios intermedios.
Pero centrémonos en las senoides. ¿Existen más senoides que pasen por los mismos puntos?
Sí, claro que existen, también infinitas. Por ejemplo, todas las que tengan frecuencia K*F+f, es decir, la frecuencia original más un múltiplo entero de la frecuencia de muestreo. La demostración matemática es trivial si se sabe trigonometría básica.
En nuestro ejemplo serían 44100+40000, 2*44100+40000, etc.
sin(2*pi*84100*(0/44100))=0
sin(2*pi*84100*(1/44100))=-0.55149
sin(2*pi*84100*(2/44100))=-0.92009
sin(2*pi*84100*(3/44100))=-0.98355
etc.
Si situamos estas frecuencias en un diagrama espectral dividido en múltiplos de F, serían puntos f Hz a la derecha de F, 2F, 3F, etc.
A las senoides que pasan por los mismos puntos que una dada se las llama... adivinad... ¡Exacto: alias!
De ahí viene el término aliasing, de senoides que, muestreadas a una determinada frecuencia, producen exactamente la misma secuencia de muestras. Son alias, sinónimos.
¿Existen más alias? Sí, todas las senoides cuya frecuencia sea K*F-f y estén invertidas 180º de fase, lo que equivale a multiplicarlas por (-1). También es fácil de demostrar.
En nuestro ejemplo serían senoides negativas de frecuencias 44100-40000, 2*44100-40000, etc.
-sin(2*pi*4100*(0/44100))=0
-sin(2*pi*4100*(1/44100))=-0.55149
-sin(2*pi*4100*(2/44100))=-0.92009
-sin(2*pi*4100*(3/44100))=-0.98355
etc.
Si situamos estas frecuencias en un diagrama espectral dividido en múltiplos de F, serían puntos f Hz a la izquierda de F, 2F, 3F, etc. Si además viéramos el espectro de fase, las fases de estos aliases serían piruletas hacia abajo.
Gráficamente este resultado de K*F-f produce el rebote o reflejo espectral cuando intentamos digitalizar una frecuencia superior a F/2, ya que su primer "alias negativo" se cuela en la banda base entre 0 y F/2.
Como se desprende de esta explicación, si intentamos producir digitalmente una senoide de 40 kHz a 44.1 kHz, estamos generando los mismos puntos que tendría una senoide negativa de frecuencia 4.1 kHz (y todos los demás infinitos aliases).
¿Qué pasa cuando estos puntos llegan al DAC de la interfaz de audio?
En primer lugar el DAC, a partir de las piruletas, genera la famosa señal en escalera. Vista espectralmente, esta señal tendría componentes en todas las frecuencias de todos los aliases posibles de 40 kHz muestreado a 44.1 kHz: 4.1 kHz, 40 kHz, 48.2 kHz, 84.1 kHz, 92.3 kHz, etc.
Pero luego viene el filtro de reconstrucción, que tiene frecuencia de corte F/2, es decir, 22.05 kHz. De todas esas componentes, de todos esos aliases, ¿cuál es el que va a quedar?
Sólo el de 4.1 kHz.
A falta de más información, ésta creo que será la explicación al primer resultado de Rubén B. Span directamente se niega a hacer algo absurdo y Análisis lo intenta, a saber de qué manera, y le sale un alias en vez de la frecuencia requerida. El número 2104 quizá sea una errata al apuntarlo y quiera decir 4100 o a lo mejor es una aproximación de 2050, que es la mitad de 4100 y que puede haber aparecido dependiendo de cómo Análisis haya intentado resolver la paradoja planteada.
El segundo resultado no sé exactamente cómo explicarlo. En teoría debería funcionar sin problemas, ya que, a 88.2 kHz, 40 kHz entra en la banda base. Pero estimo más probable que sea algún otro error metodológico achacable a la forma de generar el tono que a una ausencia de filtros anti-aliasing en los convertidores.