Abtastrate, woher sie kommt


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Abtastrate, woher sie kommt

Sample rate

Woher kommt die Samplerate für CD-Audio 44100 Hertz?

Sample rate

Die Standard-Samplerate für CD-Audio beträgt 44100 Hertz. Wo und warum wurden diese 44100 ursprünglich für die CD-Audioproduktion ausgewählt?

Ausgehend von der Bedingung (siehe Nyquist-Shannon-Kotelnikov) der Wiedergabe der Obergrenze des Spektrums bei 20 kHz sollte die Abtastfrequenz über 40 kHz gewählt worden sein. Zum Zeitpunkt der Erstellung dieser Standards und der Entwicklung der CD-DA-Technologie (der zweiten Hälfte der 70er Jahre des letzten Jahrhunderts) gab es jedoch kein allgemein akzeptiertes Medium, um digitalen Sound aufzunehmen, zu bearbeiten und zu speichern. Und dafür wurde beschlossen, Standard-Videorecorder zu verwenden, die damals im U-matic-Format arbeiteten. Das digitale Signal wurde von einem speziellen Codierer in ein Schwarz-Weiß-Video-Pseudosignal codiert und auf einer Videokassette aufgezeichnet. Die Struktur des digitalen Signals musste mit der Frequenz und Struktur der Felder des für die Aufzeichnung verwendeten Fernsehsignals verknüpft werden.

Diese Entscheidung wurde durch die Tatsache erschwert, dass in Europa und den USA unterschiedliche Videoaufzeichnungsstandards verwendet werden: 525 Zeilen bei 60 Hz und 625 Zeilen bei 50 Hz, während nicht alle Zeilen zum Aufzeichnen von Informationen verwendet werden können. Die ausgewählte Frequenz sollte zur Struktur beider Videosignale passen. 44100 Hz erfüllen diese Anforderung.

In einem 60-Hz-NTSC-Videosignal werden 35 Zeilen nicht für die Aufzeichnung verwendet, so dass 490 aktive Zeilen pro Bild oder 245 im Feld für die digitale Audioaufzeichnung verbleiben. Wenn Sie drei Samples in eine Zeichenfolge schreiben, beträgt die Samplerate:

60 × 245 × 3 = 44100.

In einem 50-Hz-PAL-Signal werden 37 Zeilen nicht verwendet, sodass 588 aktive Zeilen pro Frame oder 249 pro Feld verbleiben. Die Frequenz beträgt also:

50 × 249 × 3 = 44100.

Obwohl digitaler Ton zu dieser Zeit nichts mit dem Videosignal zu tun hatte, wurden bei der Herstellung der CD Videogeräte verwendet, die die Wahl der Abtastfrequenz bestimmten.


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Abtastfrequenz.

Abtastfrequenz.

Sample Rate

Welche Bedeutung hat es für die Tonaufnahme?

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Zeitabtastung ist ein Prozess, der in direktem Zusammenhang mit der Umwandlung eines analogen in ein digitales Signal steht. Gleichzeitig werden die Daten in ihrer Amplitude quantisiert. Zeitabtastung bedeutet, ein Signal zum Zeitpunkt seiner gesamten Übertragung zu messen.

Eine Probe wird als Einheit entnommen. Wenn dies in Worten nicht ganz klar ist, dann scheint es in einem Beispiel überzeugender zu sein. Angenommen, die Abtastrate beträgt 44100 Hz, genau wie bei Audio-CDs.

Dies bedeutet, dass das Signal in einer Sekunde 44100 Mal gemessen wird.

Ein analoges Signal hat immer eine höhere Sättigung als ein digitales. Und seine Umwandlung ist ein unvermeidlicher Qualitätsverlust.

Die Abtastrate dient als eine Art Benchmark: Je höher sie ist, desto näher kommt die digitale Klangqualität der analogen. Dies ist in der folgenden Liste deutlich sichtbar. Zeigt an, welche Schallfrequenz am besten ist.

Während Sie es studieren, werden Sie einen direkten Zusammenhang zwischen Sampling und Track-Qualität feststellen:

1.8000 Hz. Diese Frequenz ist typisch für Telefongespräche und Sprachaufzeichnungen auf einem Diktiergerät mit einfachen Funktionen. Es wird in Audio verwendet, das über den Nellymoser-Codec konvertiert wurde.
2. 22050 Hz werden im Rundfunk verwendet.
3,44100 Hz. Wie oben erwähnt, ist diese Frequenz typisch für Audio-CDs, und diese Zahl ist seit langem mit der höchsten Qualitätsstufe gekennzeichnet. Und heute verliert das Format nicht seine Position.
4.48000 Hz. Dies sind die DAT- und DVD-Formate, die AUDIO ersetzt haben.
5.16000 – DVD-Audio MLP-5.1.
6.2822 400 Hz ist ein High-Tech-Super-Audio-SACD-Format.
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Die Liste zeigt deutlich, welche Schallfrequenz die beste ist. Darüber hinaus hören Technologien nicht auf und es erscheinen neue Formate.

Bevor jedoch weitreichende Pläne gemacht werden, muss eine sehr wichtige Nuance berücksichtigt werden.

Sein Wesen ist einfach: Je höher die Abtastfrequenz, desto schwieriger ist es, sie technologisch zu erreichen. Dafür braucht man:

Bereitstellung einer hochintensiven Übertragung digitaler Streams. Und das ist nicht an allen Schnittstellen möglich. Und je mehr Kanäle an der Aufnahme beteiligt sind (was typisch für Musikensembles ist), desto komplizierter wird der Prozess.
mit einem Prozessor ausgestattet sein, der leistungsfähige Rechenoperationen ausführen kann. Aber selbst bei den fortschrittlichsten Beispielen sind die Möglichkeiten für ultrahohe Klangqualität begrenzt.
Verwenden Sie diese Option, um Computergeräte mit viel RAM aufzuzeichnen.
Angesichts der obigen Informationen ist es nicht verwunderlich, dass die Schallfrequenz von 44100 Hz auch heute noch am gefragtesten ist.

Es erfüllt seit Jahrzehnten selbst die anspruchsvollsten Qualitätsanforderungen und bietet gleichzeitig alle technischen Möglichkeiten, dies zu erreichen. Dieser letzte Faktor ist sowohl für normale Benutzer als auch für die meisten Aufnahmestudios entscheidend.

Selbst wenn man die beste Schallfrequenz kennt, muss man sich um die technische Ausrüstung kümmern, um dies zu erreichen.