Частота дискретизації

Частота́ дискретиза́ції (англ. sample rate) — визначає кількість сигналів за секунду (або за іншу одиницю) при перетворенні безперервного сигналу в дискретний сигнал (тобто його дискретизації). Як правило, частота дискретизації вимірюється в герцах (Гц). Поняття частоти дискретизації може бути застосованим лише в тому випадку, коли квантування здійснюється зі сталою періодичністю.

Вибір частоти дискретизації в загальному випадку визначається відомою теоремою Котельникова (теоремою відліків, згідно з якою якщо безперервний сигнал x(t) має спектр, обмежений частотою Fmax, то він може бути однозначно і без втрат відновлений за своїми дискретними відліками, узятими з частотою fдискр=2*Fmax, або, по-іншому, за відліками, узятими з періодом Tдискр=).

Аудіо

При оцифруванні звукового сигналу під функцією слід розуміти безперервний аналоговий звуковий сигнал, а під частотою fmax — найвищу частоту необхідного звукового діапазону. Якщо необхідно точно відобразити аналоговий сигнал в діапазоні до fmax, то відліки повинні слідувати з періодом, принаймні, вдвічі меншим, ніж період частоти fmax. Іншими словами, частоту дискретизації слід вибирати так, щоб вона була, щонайменше, вдвічі вище за максимальну частоту звукового діапазону.

При цьому мінімально можлива частота дискретизації Fд = 2fmax називається частотою Найквіста FH = 2fmax. На практиці частота дискретизації Fд = (2,1…2,4)fmax.

Найчастіше необхідна смуга звукових частот обмежується 20…22 кГц, а частота дискретизації при цьому вибирається рівною 44,1 або 48 кГц.

Це обумовлено тим, що між найвищою частотою звукового діапазону Fmax, і половиною частоти дискретизації Fд/2 повинен бути деякий інтервал, в який потрібно помістити зріз амплітудно-частотної характеристики (АЧХ) фільтру низьких частот (ФНЧ), розташованого на вході блоку аналого-цифрового перетворення. Це ФНЧ, який називається антиелайсинг (antialiasing) фільтром, потрібний для того, щоб жодна складова спектру вище Fд/2 не потрапила на перетворювач.

Застосовувана частота дискретизації звукового сигналу

  • 8000 Гц телефон, достатній для людської мови
  • 11025 Гц
  • 22050 Гц радіо
  • 32000 Гц miniDV цифрове відео camcorder, DAT (LP mode)
  • 44100 Гц audio CD, часто застосовується в MPEG-1 аудіо (VCD, SVCD, MP3)
  • 47250 Гц — перший світовий комерційний PCM записувач звуку Nippon Columbia (Denon)
  • 48000 Гц — цифровий звук, використовуваний в miniDV, digital TV, DVD, DAT, фільмах та професійному аудіо
  • 50000 Гц — перші комерційні цифрові записувачи звуку з кінця 70-х з 3M та Soundstream
  • 50400 Гц — частота дискретизації, використовувана Mitsubishi X-80 цифровим записувачем звуку
  • 96000 or 192,000 Hz DVD-Audio, деякі LPCM DVD треки, BD-ROM (Blu-ray Disc) аудіо треки, та HD-DVD (High-Definition DVD)
  • 2.8224 MГц SACD, 1-bit sigma-delta modulation знаний як Direct Stream Digital, розробляється Sony та Philips

Джерела

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.