Nyquist-Frequenz
Die Nyquist-Frequenz entspricht der Hälfte der Abtastrate eines digitalen Audiosystems und markiert damit die oberste Grenze, bis zu der Frequenzen verlustfrei erfasst werden können. Bei 44,1 kHz Samplerate liegt sie bei 22,05 kHz — knapp oberhalb des menschlichen Hörvermögens. Überschreitet ein Signal diese Grenze, entstehen Aliasing-Artefakte.
Was ist die Nyquist-Frequenz?
Die Nyquist-Frequenz ist ein Begriff aus der Informationstheorie und der Signalverarbeitung. Sie beschreibt die maximale Frequenz, die ein analoges Signal haben kann, um noch korrekt in ein digitales Signal umgewandelt werden zu können.
Um ein analoges Signal in ein digitales Signal umzuwandeln, wird es zunächst in regelmäßigen Zeitabständen (dem sogenannten Abtastintervall) gemessen und die Messwerte in einem speziellen Format gespeichert. Die Häufigkeit, mit der das analoge Signal abgetastet wird, wird als Abtastfrequenz bezeichnet. Wenn die Abtastfrequenz hoch genug ist, kann das Analogsignal korrekt reproduziert werden, wenn es später wieder in Analogform umgewandelt wird.
Die Nyquist-Frequenz definiert die digitale Audio-Grenze — wie sie Samplerate-Entscheidungen im Mastering prägt, zeigt der Mastering-Guide.
Die Nyquistfrequenz ist die Hälfte der Abtastfrequenz und gibt die maximale Frequenz an, die ein analoges Signal haben kann, damit es noch korrekt in ein digitales Signal umgewandelt werden kann. Diese Beziehung wird als Nyquist-Abtasttheorem bezeichnet. Sie wird daher als Grenze der Digitalisierung beschrieben.
Beispiel: Wird ein analoges Signal mit einer Abtastfrequenz von 48 kHz abgetastet, so beträgt die Nyquist-Frequenz 24 kHz. Das bedeutet, dass das analoge Signal eine maximale Frequenz von 24 kHz haben darf, damit es korrekt in ein digitales Signal umgewandelt werden kann. Höhere Frequenzen würden bei der Umwandlung verloren gehen und könnten nicht reproduziert werden. Gerade im Mastering werden daher hohe Sampleraten vewerdent um nach der analogen Bearbeitung die Wellenform möglichst originalgetreu digital zu reproduzieren.
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