Näytteenottotaajuus

Näytteenottotaajuus (fs) kuvaa sitä, kuinka monta näytettä otetaan signaalista aikayksikön aikana. Yksikkö on hertsi (Hz). Esimerkkejä: CD-äänitteissä näytteenottotaajuus on 44 100 Hz, puhelinverkoissa 8 000 Hz, videoäänitteissä yleisesti 48 000 Hz tai 96 000 Hz.

Teoreettinen tausta: Nyquist-Shannonin näytteenottoteoreema toteaa, että analogisen signaalin täydelliseen rekonstruointiin tarvitaan näytteenottotaajuus fs, joka on vähintään kaksinkertainen suurimmalle signaalin toistaiseksi ei-lieville taajuudelle B. Käytännössä fs ≥ 2B. Liian alhainen fs johtaa aliasingiin, jossa korkeat taajuudet sekoittuvat matalampiin ja epäaitoja virheitä syntyy. Ennen näytteenottoa käytetään anti-aliasing -suodatinta korkeat taajuudet rajoittamaan, jotta aliasingia vältetään. Näytteenoton jälkeen digitaaliset signaalit voidaan prosessoida ja tallentaa.

Rekonstruktio: Digitaalisista näytteistä pyritään muodostamaan analoginen signaali, minkä vuoksi näytteet käsitellään matalapäästöillä (low-pass) suodattimilla. Käytännössä rekonstruointi ei ole täsmällinen sinc-funktion kaltainen, mutta oikean alaluvun suodatin palauttaa signaalin pääasiassa nyquist-alueen rajoissa.

Näytteenottotaajuuden valinta vaikuttaa tallennuskapasiteettiin, prosessointiin sekä taajuusalueeseen. Siksi fs valitaan signaalin maksimitaajuuden mukaan sekä käytettävissä olevan tallennus- ja prosessointikapasiteetin perusteella. Esimerkkejä käytännöistä: audio, musiikkia 44,1 kHz; telekommunikaatio 8 kHz; korkealaatuinen musiikkituotanto 96 kHz.