Что такое частота дискретизации звука?

Частота дискретизации, также известная как частота дискретизации, — это скорость, с которой аналоговый звук дискретизируется в цифровом виде для создания цифрового аудиосигнала. Он представляет собой количество раз в секунду, когда аналоговый сигнал измеряется и преобразуется в цифровое значение. Частота дискретизации измеряется в герцах (Гц), и чем выше частота дискретизации, тем более точным и реалистичным будет цифровое представление.

Вот как работает частота дискретизации:

Аналоговый звук:Звуковые волны непрерывны и аналоговы по своей природе, то есть имеют непрерывный диапазон значений и частот.

Выборка:аналоговая звуковая волна отбирается через равные промежутки времени, и каждая выборка представляет собой амплитуду (громкость) звуковой волны в данный конкретный момент времени.

Квантование:каждая выборка затем преобразуется в цифровое значение посредством процесса, называемого квантованием, при котором ей присваивается определенное числовое представление на основе ее амплитуды.

Частота выборки:Частота выборки определяет количество выборок, которые берутся в секунду. Например, частота дискретизации 44,1 кГц (килогерц) означает, что звуковая волна дискретизируется 44 100 раз в секунду.

Битовая глубина. Еще одним важным фактором цифрового звука является битовая глубина, которая представляет собой количество бит, используемых для хранения каждого сэмпла. Более высокая разрядность приводит к более точному представлению исходной звуковой волны.

Качество звука. Как правило, чем выше частота дискретизации и разрядность, тем выше качество цифрового звука. Более высокие частоты дискретизации позволяют улавливать больше деталей и нюансов исходного звука, а более высокая разрядность обеспечивает более широкий диапазон уровней амплитуды.

Стандартные частоты дискретизации:

Аудио CD-качества (Red Book Audio):частота дискретизации 44,1 кГц и глубина 16 бит.

DVD-Audio:обычно использует более высокие частоты дискретизации, например 48 кГц, 88,2 кГц или даже 192 кГц, в сочетании с более высокой разрядностью, например 24 или 32 бита.

Super Audio CD (SACD):использует более высокую частоту дискретизации 2,8224 МГц (DSD — Direct Stream Digital) с однобитовой разрядностью.

Выбор частоты дискретизации зависит от желаемого качества звука и конкретного приложения. Более высокие частоты дискретизации могут быть более подходящими для высококачественных аудиосистем или профессиональных аудиоприложений, где важно улавливать каждую деталь. Более низкие частоты дискретизации могут быть достаточными для определенных случаев использования, таких как потоковое аудио с ограниченной полосой пропускания или телефония.

Подводя итог, можно сказать, что частота дискретизации является важнейшим параметром, определяющим точность и качество цифрового представления аналогового звука. Он определяет, как часто производится дискретизация звуковой волны, а более высокие частоты дискретизации обычно приводят к более точному воспроизведению исходного звука.