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Abtastraten bei der Digitalisierung von Musik

Olaf19 / 21 Antworten / Flachansicht Nickles

Hallo zusammen.

Mal wieder eine theoretische Frage, die mich schon recht lange beschäftigt.
Wenn man Musik in CD-Qualität digital aufnehmen will, benötigt man eine Datenbreite von 16 bit und eine Abtastrate von 44100 Hz = 44,1 kHz. Letzteres ist auf den ersten Blick unverständlich, da das menschliche Ohr nur bis 20 kHz hören kann - und das auch nur in jungen Jahren. Alles, was darüber liegt, ist schon Ultraschall.

Es gilt aber das nach einem schwedischen Physiker benannte "Nyquist-Theorem": Die Abtastrate von Audio-Material muß mindestens bzw. mehr als doppelt so hoch sein wie die höchste Frequenz des Nutzsignals - also (über) 40 kHz Abtastrate für 20 kHz im Nutzsignal. Sonst kommt es zu sog. "Artefakten" (Störanteilen im Nutzsignal). Bei diesen Artefakten handelt es sich um Spiegelungen von Frequenzen aus dem Ultraschallbereich in den hörbaren Bereich hinein.

Vor einigen Jahren habe ich mit einem AKAI-Sampler recht höhenlastiges Material mit der halben Sampling-Rate, nämlich 22,05 kHz aufgenommen. Und in der Tat: Das Ergebnis klang "muffig", d.h. die Höhen waren in ihrer Klangqualität hörbar beeinträchtigt, obwohl die Abtastrate 10% über der höchsten hörbaren Frequenz gelegen hat.


Herr Nyquist hatte also recht. Nun zu meiner schlichten Frage: Weiß jemand, warum das so ist?
Wie ist diese akustische Fata Morgana - denn um nichts anderes handelt es sich bei diesen Frequenz-Spiegelungen - zu erklären?
Es sollte mich nicht allzu sehr wundern, wenn dieser Thread mit null Antworten im Nickles-Archiv verschwindet - aber einen Versuch ist es mir wert.

Danke schon mal für Eure Antworten.

CU
Olaf19

Abtasttheorem nach Shannon rill
Olaf19 rill „Abtasttheorem nach Shannon“
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Hallo Rill,

vielen Dank für Deine ebenso ausführliche wie prompte Antwort - und das um diese Uhrzeit :-)
Die Erklärung mit Berg und Tal und der daraus resultierenden Verdopplung ist verblüffend einfach - und doch, ich wäre nicht von allein darauf gekommen. Besonders einleuchtend finde ich die Abhandlung auf der Seite audio.layer2.de mit den animierten Bildern.

> Perkussioninstrumente [werden] ... immer noch natürlicher über die gute alte Schallplatte zu Gehör gebracht

Auch das war mir neu. Es leuchtet aber unmittelbar ein: Die besonders kurze Attackzeit (=steile Flanke => perkussiver Klang) bei Drums und Percussion erfordert eben eine feinere Abtastung, als es für andere Instrumente nötig ist.

> Charly Byrds "Old Hymn" auf CC White Vinyl 45rpm

Ist das eine 7"-Single oder eine 12"-Maxi, und handelt es sich bei White Vinyl um ein optisches Gimmick, oder klingt es auch besser?

Durch die Links von alltheweb.com muß ich mich noch mal in Ruhe durchwühlen. Benutzt Du diese Suchmaschine bevorzugt? Sonst schwört alle Welt seit einiger Zeit ja immer nur auf Google.

Mit jazzigem Gruß,
Olaf

LP-Direktschnitte rill
LP-Direktschnitte Olaf19