Частота дискретизації — Вікіпедія

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

Вибір частоти дискретизації в загальному випадку визначається теоремою Котельникова (теоремою відліків, згідно з якою якщо неперервний сигнал x(t) має спектр, обмежений частотою F_max, то його можна однозначно і без втрат відновити за його дискретними відліками, узятими з частотою f_дискр = 2F_max, або, по-іншому, за відліками, узятими з періодом T_дискр = ${\displaystyle {\frac {1}{2\cdot F_{max}}}}$.

Аудіо[ред. | ред. код]

При оцифруванні звукового сигналу під функцією ${\displaystyle S(t)}$ слід розуміти неперервний аналоговий звуковий сигнал, а під частотою f_max — найвищу частоту необхідного звукового діапазону. Якщо необхідно точно відобразити аналоговий сигнал в діапазоні до f_max, то відліки повинні слідувати з періодом принаймні вдвічі меншим, ніж період частоти f_max. Іншими словами, частоту дискретизації слід вибирати так, щоб вона була щонайменше вдвічі вищою за максимальну частоту звукового діапазону.

При цьому мінімально можлива частота дискретизації F_д = 2f_max називається частотою Найквіста F_H = 2f_max. На практиці частота дискретизації F_д = (2,1…2,4)f_max.

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

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

Застосовувана частота дискретизації звукового сигналу:

• 8000 Гц — телефон, достатній для людського мовлення.
• 11 025 Гц
• 16 000 Гц — широкосмугове розширення частоти над стандартним телефонним вузькосмуговим діапазоном 8000 Гц. Використовується в більшості сучасних засобів VoIP- і VVoIP-зв'язку^[1].
• 22 050 Гц — половина частоти дискретизації аудіо компакт-дисків; використовується для низькоякісного PCM- і MPEG-звуку, а також для аналізу низькочастотної енергії звуку. Підходить для оцифрування аудіоформатів початку XX століття, як-от 78-міліметрові платівки та AM-радіо^[2].
• 32 000 Гц — miniDV, цифрове відео відеокамер, DAT (режим LP).
• 44 100 Гц — звукові компакт-диски, часто застосовується в MPEG-1 аудіо (VCD, SVCD, MP3).
• 47 250 Гц — перший світовий комерційний PCM-записувач звуку Nippon Columbia^[en] (Denon).
• 48 000 Гц — стандартна частота дискретизації звуку, що використовується в професійному цифровому відеообладнанні, як-от магнітофони, відеосервери, відеомікшери тощо. Використовується в miniDV, цифровому телебаченні, DVD-дисках, DAT, фільмах.
• 50 000 Гц — перші комерційні цифрові записувачі звуку з кінця 1970-х від компаній 3M та Soundstream.
• 50 400 Гц — використовується в цифровому записувачі звуку Mitsubishi X-80.
• 64 000 Гц — маловживаний, але підтримується деяким обладнанням^[3] та програмним забезпеченням^[4].
• 96 000 або 192 000 Гц — DVD-Audio, деякі LPCM, DVD-треках, Blu-ray Disc-дисках та HD-DVD компанії Toshiba.
• 2,8224 МГц — SACD, 1-бітова сигма-дельта-модуляція, відома як Direct Stream Digital, розробляється компаніями Sony та Philips.

Джерела[ред. | ред. код]

• Цифровая запись [Архівовано 9 жовтня 2007 у Wayback Machine.]

Примітки[ред. | ред. код]

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