näytteenottotaajuuksia

Näytteenottotaajuus viittaa siihen, kuinka monta kertaa aikasarjan tai jatkuvan signaalin arvo mitataan ja tallennetaan aikayksikköä kohden. Se on keskeinen käsite digitaalisessa signaalinkäsittelyssä, äänen tallennuksessa, kuvantamisessa ja monilla muilla aloilla. Mitä korkeampi näytteenottotaajuus on, sitä useammin signaalin tilaa tarkistetaan, mikä mahdollistaa tarkemman alkuperäisen signaalin rekonstruoinnin.

Nykyisin yleisesti käytössä olevat näytteenottotaajuudet vaihtelevat sovelluksen mukaan. Esimerkiksi CD-laatuinen ääni käyttää 44,1 kHz:n näytteenottotaajuutta, mikä tarkoittaa, että ääni tallennetaan 44 100 kertaa sekunnissa. Tämä riittää ihmisen kuuloalueen kattamiseen. Puhelinlinjat käyttävät tyypillisesti alempaa näytteenottotaajuutta, kuten 8 kHz, koska ihmisen puheen ymmärrettävyys ei vaadi laajempaa taajuusaluetta. Korkeammat näytteenottotaajuudet, kuten 96 kHz tai 192 kHz, ovat käytössä ammattimaisessa äänityksessä ja korkearesoluutioääniformaateissa, joissa pyritään säilyttämään mahdollisimman paljon alkuperäisen äänen vivahteita.

Nyquistin–Shannonin näytteenottoteoreema on olennainen näytteenottotaajuuksiin liittyvä periaate. Se toteaa, että signaalin täydellinen rekonstruointi on mahdollista, jos näytteenottotaajuus on vähintään kaksi kertaa korkeampi kuin signaalin korkein taajuuskomponentti. Jos näytteenottotaajuus on liian alhainen, esiintyy aliasing-ilmiötä, jossa korkeammat taajuudet näyttäytyvät virheellisesti alempina taajuuksina digitaalisessa signaalissa, mikä johtaa vääristymiin. Siksi näytteenottotaajuuden valinta on kriittinen sen varmistamiseksi, että signaali tallennetaan ja käsitellään luotettavasti.