Частота дискретизации

Частота дискретизации (англ. sample rate) - определяет количество сигналов с секунду (или за другую единицу) при преобразовании непрерывного сигнала в дискретный сигнал (т.е. его дискретизации). Как правило, частота дискретизации измеряется в герцах (Гц). Понятие частоты дискретизации может быть применен только в том случае, когда квантование осуществляется с постоянной периодичностью.
Выбор частоты дискретизации в общем случае определяется известной теоремой Котельникова (теоремой отсчетов, согласно которой если непрерывный сигнал x (t) имеет спектр, ограниченный частотой FMax, то он может быть однозначно и без потерь по своим дискретных отсчетам, взятым с частотой fдискр= 2 * FMax, или, иначе, по отсчетам, взятым с периодом Tдискр=.

Аудио

При оцифровке сигнала под функцией S(t) следует понимать непрерывный аналоговый звуковой сигнал, а под частотой FMax - наивысшую частоту необходимого звукового диапазона. Если необходимо точно отразить аналоговый сигнал в диапазоне до FMax, то отсчеты должны следовать с периодом, по крайней мере, в два раза меньшим, чем период частоты FMax. Иными словами, частоту дискретизации следует выбирать так, чтобы она была как минимум в два раза выше максимальной частоты звукового диапазона.
При этом минимально возможная частота дискретизации Fд = 2FMax называется частотой Найквиста FH = 2FMax. На практике частота дискретизации Fд = (2,1... 2,4) FMax.
Зачастую необходима полоса звуковых частот ограничивается 20... 22 кГц, а частота дискретизации при этом выбирается равной 44,1 или 48 кГц.
Это обусловлено тем, что между высшей частотой звукового диапазона FMax, и половиной частоты дискретизации Fд/ 2 должен быть некоторый интервал, в который нужно поместить срез амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) фильтра низких частот (ФНЧ), расположенного на входе блока аналого -цифрового преобразования. Это ФНЧ, который называется антиелайсинг (antialiasing) фильтром, нужен для того, чтобы ни одна составляющая спектра выше Fд/ 2 не попала на преобразователь.
Применяемая частота дискретизации звукового сигнала
8,000 Гц - телефон, достаточный для человеческого языка
11,025 Гц
22,050 Гц - радио
32,000 Гц - miniDV цифровое видео camcorder, DAT (LP mode)
44,100 Гц - audio CD, часто применяется в MPEG-1 аудио (VCD, SVCD, MP3)
47,250 Гц - первый мировой коммерческий PCM записи звука Nippon Columbia (Denon)
48,000 Гц - цифровой звук, используемый в miniDV, digital TV, DVD, DAT, фильмах и профессиональном аудио
50,000 Гц - первые коммерческие цифровые записи звука с конца 70-х с 3M и Soundstream
50,400 Гц - частота дискретизации, используемая Mitsubishi X-80 цифровой записи звука
96,000 or 192,000 Hz - DVD-Audio, некоторые LPCM DVD треки, BD-ROM (Blu-ray Disc) аудио треки, и HD-DVD (High-Definition DVD)
2.8224 MГц - SACD, 1-Bit Sigma-delta modulation известный как Direct Stream Digital, разрабатывается Sony и Philips