Частота дискретизації

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.

Частота́ дискретиза́ції (англ. sample rate) — визначає кількість сигналів за секунду (або за іншу одиницю) при перетворенні безперервного сигналу в дискретний сигнал. 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 якої якщо безперервний сигнал x(t) має спектр, обмежений частотою Fmax, то він може бути однозначно і без втрат відновлений по своїх дискретних відліках, узятих з частотою fдискр=2*Fmax, або, по-іншому, по відліках, узятих з періодом Tдискр=\frac{1}{2 \cdot F_{max}}.

[ред.] Аудіо

При оцифруванні звукового сигналу під функцією S(t) 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, в два рази меншим, ніж період частоти fmax. Іншими словами, частоту дискретизації слід вибирати так, щоб вона була, щонайменше, в два рази 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 називаєтся антиелайсинг (antialiasing) фільтром, потрібний для того, щоб жодна складова спектру вище Fд/2 не потрапила на перетворювач.

Застосовувана частота дискретизації звукового сигналу

  • 8,000 Гц - телефон, достатній для людської мови
  • 11,025 Гц
  • 22,050 Гц - радіо
  • 32,000 Гц - miniDV цифрове відео camcorder, DAT (LP mode)
  • 44,100 Гц - audio CD, часто застосовується в MPEG-1 аудіо (VCD, SVCD, MP3)
  • 47,250 Гц - перший світовий комерційний PCM записувач звуку Nippon Columbia (Denon)
  • 48,000 Гц - цифровий звук, використовуваний в miniDV, digital TV, DVD, DAT, фільмах та професійному аудіо
  • 50,000 Гц - перші комерційні цифрові записувачи звуку з кінця 70-х з 3M та Soundstream
  • 50,400 Гц - частота дискретизації, використовувана Mitsubishi X-80 цифровим записувачем звуку
  • 96,000 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

[ред.] Джерела


Технології Це незавершена стаття з технології.
Ви можете допомогти проекту, виправивши або дописавши її.