Skillnad mellan versioner av "Samplingsfrekvens"

Versionen från 12 maj 2012 kl. 12.43

Samplingsfrekvensen är den frekvens man använder vid in- eller uppspelning av digitalt ljud.

Nyqvist

Samplingsfrekvensen måste enligt Nyqvist-teoremet (som ligger till grund för all AD- och DA-omvandling) ligga på dubbla frekvensen jämfört med högsta önskade frekvens som sedan ska kunna återges korrekt efter DA-omvandling. En högre samplingsfrekvens ger alltså (i alla fall teoretiskt) ett resultat som är något närmare den analoga originalsignalen - åtminstone om man har omvandlare av god kvalitet...

Audio-CD

Som bekant, så är standarden för audio-CD 44.1kHz/16-bit - och om audio-CD är det tänkta slutmediat, så är det ganska meningslöst att använda en högre samplingsfrekvens än 44.1kHz eftersom omvandlaren i CD-spelaren har ett lågpassfilter som gör det omöjligt att frekvenser över 22.05kHz spelas upp.

Övertoner

Lågpassfiltret gör, i enlighet med Nyqvist, att det är omöjligt att spela upp komplexa vågformer vid frekvenser som ligger över hälften av den högsta möjliga frekvensen, eftersom filtret gör att det enbart kan förekomma sinusvågformer där. En fyrkantvåg är som bekant en sinusvåg med alla dess udda övertoner - och övertonerna som finns över 22,05kHz filtreras bort vid omvandlingen för att reducera risken för hörbara artefakter från omvandlingen - så även om man har spelat in en fyrkantvåg när frekvensen närmar sig Nyqvist-frekvensen, så blir det en sinusvåg vid uppspelning eftersom alla övertonerna filtreras bort.

Se även vikningsdistorsion.

Varför högre samplingsfrekvens?

Är slutmediat annat än audio-CD, så kan det däremot vara meningsfullt att köra med högre samplingsfrekvens - men då får man kanske problem med att datorkraften behöver ökas för att hinna hantera allt... En fördel med att köra med högre samplingsfrekvens, är också att man vid DA-omvandlingen inte behöver ha lika branta filter som man behöver vid lägre samplingsfrekvens om diskantinnehållet inte ska försvinna. Ett brantare filter kan öka risken för fasfel.

Med översampling reduceras detta problem kraftigt, så i dag är det ett betydligt mindre problem än det var i det digitala ljudets barndom.

Man ska också vara vaksam på de omvandlare man använder, eftersom de kan låta olika bra/dåligt vid olika samplingsfrekvenser. Öronen är lättlurade, så det finns risk att man tolkar en förändring av ljudet som "bättre" - trots att det inte alltid är det.

Optimal samplingsfrekvens för audio?

Enligt en av de riktiga auktoriteterna på området, Dan Lavry, är den optimala samplingsfrekvensen 60kHz. Allt ovanför den samplingsfrekvensen är helt överflödigt eftersom människans öra inte kan uppfatta någon skillnad. Eftersom 60kHz inte finns som en standardfrekvens, så är med andra ord 88.2 eller 96kHz det man bör välja för att vara säker på att få det absolut bästa resultatet (under förutsättning att omvandlaren inte färgar ljudet olika vid olika samplingsfrekvens, förstås...).

Två av Lavrys utredningar om detta finns här: Sampling theory for digital audio The optimal sample rate for quality audio

Se även sampling.