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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
LP-Direktschnitte rill
LP-Direktschnitte Olaf19
Olaf19 Herman Munster „Abtasttheorem nach Shannon“
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> Diese alten Dinger [Phonographen], bei denen der Schall waagerecht in Bienenwachs geritzt wurde, hatte einen Dynamikumfang von fast 150dB!! Damit könnte man ein ... Düsenjägertriebwerk aus kurzer Entfernung aufzeichnen

Erstaunlich... warum hat man diese alte Technik nicht einfach bis heute beibehalten. *gg*
150 dB entspricht in etwa dem Dynamikumfang, den das menschliche Ohr wahrnehmen kann. Hochwertige Studio-Tonbandgeräte kommen ungefähr auf 120 db, sehr gute Kondensator-Mikrofone liegen afaik so zwischen 130 - 140 db. 150 ist sensationell!

> DMM-Platten (Direct Metal Mastering; die "Master"-Scheibe zur Vervielfältigung
im Presswerk wurde direkt in eine Kupferscheibe geritzt).


Das kam doch so Anfang bis Mitte der Achtziger Jahre herum auf, oder? Ich kann mich erinnern, daß ich viele Platten mit dem DMM-Logo hatte -ich wußte bloß nie so genau, was das eigentlich zu bedeuten hat, nur, daß es einen technischen Fortschritt darstellte.

Dein Vergleich mit der Bildwiederholrate beim Monitor klingt ganz einleuchtend. Hier ist sogar die vierfache Frequenz nötig, nicht die Doppelte... Ja, nun sind wir weit vom Thema abgeschweift: vom Nyquist-Theorem hin zur Vinylplatte :-)

Macht nichts - interessant ist diese Diskussion allemal. Danke auch für Deinen Beitrag!

CU
Olaf