Nyquist frekvens

Nyquist-frekvensen svarer til halvdelen af prøveudtagning af et digitalt lydsystem og markerer dermed den øvre grænse, op til hvilke frekvenser kan optages uden tab. Ved en samplingsfrekvens på 44,1 kHz er den på 22,05 kHz - lige over det menneskelige høreområde. Hvis et signal overstiger denne grænse, opstår der forvrængning. Aliasing-Artefakter.

Hvad er Nyquist-frekvensen?

Tredimensionel infografikillustration af en sinusbølge med ensartede samplingsmarkører og rekonstruktionskurve på en mørkeblå baggrund.

Nyquist-frekvensen er et begreb fra informationsteori og signalbehandling. Den beskriver den maksimale frekvens, som et analogt signal kan have for at blive korrekt konverteret til et digitalt signal.

For at konvertere et analogt signal til et digitalt signal, måles det først med regelmæssige tidsintervaller (det såkaldte samplingsinterval), og de målte værdier gemmes i et særligt format. Antallet af gange, det analoge signal samples, kaldes samplingsfrekvensen. Hvis samplingsfrekvensen er høj nok, kan det analoge signal gengives korrekt, når det senere konverteres tilbage til analog form.

Nyquist-frekvensen definerer den digitale lydgrænse – hvordan den påvirker samplefrekvensbeslutninger i mastering vises i Mastering Guide.

Nyquist-frekvensen er halvdelen af ​​samplingsfrekvensen og angiver den maksimale frekvens, som et analogt signal kan have, før det stadig korrekt kan konverteres til et digitalt signal. Denne sammenhæng kaldes Nyquist-samplingsætningen. Den er derfor grænse den digitalisering beskrevet.

Eksempel: Bliver et analogt signal med en Samplingfrekvens på 48 kHz samplet, er Nyquist-frekvensen 24 kHz. Det betyder, at det analoge signal maksimalt skal have en frekvens på 24 kHz, så det korrekt kan konverteres til et digitalt signal. Højere frekvenser ville gå tabt i konverteringen og kunne ikke gengives. Især i mastering Derfor bruges høje samplingshastigheder for at gengive bølgeformen digitalt så trofast som muligt i forhold til originalen efter analog behandling.

Det er altid halvdelen af ​​samplingsfrekvensen: ved 44,1 kHz resulterer det i 22,05 kHz, ved 48 kHz er det 24 kHz.

Frekvenser over Nyquist-frekvensen misfortolkes som lavere "billedfrekvenser" og producerer hørbare artefakter. Derfor placeres et anti-aliasing lavpasfilter foran hver A/D-konverter for at fjerne disse komponenter før digitalisering.

44,1 kHz (CD-standard) dækker fuldt ud det menneskelige høreområde på cirka 20 kHz med en Nyquist-frekvens på 22,05 kHz. 48 kHz er den almindelige standard for film, video og udsendelser.

Højere samplinghastigheder er knap nok hørbare i det færdige lydprodukt. De giver dog mere plads til beregningsintensiv behandling såsom pitch-shifting eller time-strekking – på bekostning af betydeligt større filer.

For de fleste projekter er 44,1 eller 48 kHz ideelt. Højere samplingfrekvenser er kun værd at bruge i særlige tilfælde, såsom kompleks lydbehandling eller lyddesign.

Analog lyd til dine numre også?