44,100 Hz
 | Ovaj članak nema (dovoljno) veza do drugih članaka na Vikipediji. Poboljšajte ga tako što ćete dodati unutrašnje veze korisne za razumevanje konteksta, poput veza ka važnim i čitaocu možda nepoznatim (tehničkim) terminima. |
U digitalnom zvuku 44.100 Hz (naizmenično predstavljeno kao 44.1 kHz ) je uobičajena frekvencija uzorkovanja. Analogni zvuk se snima uzorkovanjem 44.100 puta u sekundi, a zatim se ovi uzorci koriste za rekonstrukciju audio signala tokom reprodukcije.
Brzina uzorkovanja zvuka od 44.1 kHz ima široku primenu zbog formata kompakt diska (CD), koji je prvi koristio Soni, počev od 1979. godine.
Istorija[uredi | uredi izvor]
Stopa uzorkovanja od 44.1 kHz nastala je krajem 1970-ih sa PCM adapterima, koji su snimali digitalni zvuk na video kasete, [note 1] posebno Soni PCM-1600 (1979) i narednim modelima iz ove serije. Tada je to postalo osnova za kompakt disk digitalni audio ( CD-DA ), definisan u Crvenoj knjizi standarda (1980). [1] Sa njegovom upotrebom nastavljeno je kao sa jednom od opcija u standardima iz 1990-ih kao što je DVD, a u 2000-im, standardima kao što je HDMI . Ova frekvencija uzorkovanja obično se koristi za MP3 i druge formate audio datoteka potrošača koji su originalno kreirani od materijala izdvojenog sa kompakt diskova.
Poreklo[uredi | uredi izvor]
Stopa je izabrana nakon rasprave između proizvođača, posebno Soni-a i Filipsa-a, i Sonijeve primene, što je de fakto uspostavilo standard. Stvarni izbor takve frekvencije bio je poenta neke rasprave, a druge alternative su uključivale 44,1 / 1001 ≈ 44,056 kHz (odgovara brzini polja NTSC u boji od 60 / 1.001 = 59.94 Hz) ili približno 44 kHz, koju je predložila kompanija Filips. Konačno, Soni je prevladao za oba uzorka (44.1 kHz) i za dubinu bita (16 bita po uzorku, a ne 14 bita po uzorku). Tehničko obrazloženje koje stoji iza izbora frekvencije opisano je u sledećim poglavljima.
Sluh i obrada signala kod ljudi[uredi | uredi izvor]
Nikvist-Šenonova teorema odabiranja kaže da frekvencija uzorkovanja mora biti veća od dvostruke maksimalne frekvencije koju želimo da reprodukujemo. Pošto je raspon sluha kod ljudi otprilike 20 Hz do 20.000 Hz, stopa uzorkovanja mora biti veća od 40 kHz.
Pored toga, signali moraju biti filtrirani pomoću niskopropusnog filtra pre uzorkovanja da bi se izbegao alijasing efekat . Dok bi idealan filter za niske frekvencije savršeno prošao frekvencije ispod 20 kHz (bez prigušenja) i savršeno odsečene frekvencije iznad 20 kHz, takav idealan filter je teoretski i praktično nemoguće implementirati, jer je nekauzalan, pa je u praksi potreban prelazni opseg, gde su frekvencije delimično oslabljene. Što je širi ovaj prelazni opseg, lakše je i ekonomičnije napraviti anti-alijasing filter . Frekvencija uzorkovanja 44.1 kHz omogućava prelazni opseg od 2.05 kHz.
Snimanje na video opremi[uredi | uredi izvor]
| Aktivne linije / polje | Polja / sekunde | Uzorci / linija | Rezultat frekvencije uzorka | |
|---|---|---|---|---|
| NTSC | 245 | 60 | 3 | 245 × 60 × 3 = 44.100 kHz |
| PAL | 294 | 50 | 3 | 294 × 50 × 3 = 44.100 kHz |
NTSC ima 490 aktivnih linija po kadru, od ukupno 525 linija; PAL ima 588 aktivnih linija po kadru, od ukupno 625 linija.
Srodne frekvencije[uredi | uredi izvor]
44,100 je proizvod kvadrata prva četiri glavna broja ( ) i stoga ima mnogo korisnih celih faktora . Iako deluje kao slučajnost, 44.1 kHz brzina uzorkovanja je tačno 4 puta veća od frekvencije linije starog 441 linija nemačkog TV standarda koji je imao frekvenciju 441 × 50 ÷ 2 = 11.025 Hz (441 linija po kadru, 50 polja u sekundi, 2 polja u okviru).
Različiti množitelji 44.1 koriste se kHz - niže frekvencije 11.025 kHz i 22.05 kHz nalaze se u WAV datotekama i pogodni su za aplikacije sa malim opsegom, dok su veće frekvencijef od 88,2 kHz i 176,4 kHz se koriste za mastering i za DVD-Audio - veće frekvencije su korisne i iz uobičajenog razloga pružanja dodatne rezolucije (stoga su manje osetljive na distorzije uvedene uređivanjem), ali i olakšavanja filtriranja sa niskim prolazima, jer je mnogo veći prelazni opseg (između ljudskog i zvučnog u 20 kHz i stopa uzorkovanja) moguć. Frekvencije 88.2 kHz i 176,4 kHz se primarno koriste kada je krajnji cilj CD.
Ostale frekvencije[uredi | uredi izvor]
Nekoliko drugih stopa uzorkovanja takođe je korišćeno u ranom digitalnom zvuku. A 50 kHz uzorak, korišćen od strane Soundstrim- a 1970-ih, nakon broja 37 kHz prototip. Početkom 1980-ih, 32 kHz uzorkovanje je korišćeno u emitovanju (posebno u Velikoj Britaniji i Japanu), jer je to dovoljno za FM stereo emisije, koje imaju opseg od 15 kHz. Neki digitalni zvuk je obezbeđen za kućnu upotrebu u dva nekompatibilna formata EIAJ(japanska asocijacija elektronske i industrije informacionih tehnologija), što odgovara 525 / 59.94 (44.056 Hz uzorkovanja) i 625/50 (uzorkovanje od 44.1 kHz ).
Digitalna audio kaseta (DAT) je objavljena 1987. sa frekvencijom uzorkovanja od 48 kHz. Ova frekvencija uzorkovanja postala je standardna stopa uzorkovanja za profesionalni zvuk . [2] Konverzija broja uzoraka između ovih stopa komplikovana je relativno visokim brojevima u odnosu između ovih frekvencija (najniži zajednički imenitelj od 44.100 i 48.000 je 147:160), ali sada se to može obaviti kompetentno i efikasno. [3] Rane potrošačke DAT mašine nisu podržavale frekvenciju od 44.1 kHz i iskoristile su ovu razliku da bi otežali izradu direktnih digitalnih kopija od 44.1 CD-a koji koriste 48 kHz DAT opreme. [traži se izvor]
Status[uredi | uredi izvor]
Zbog popularnosti CD-a, postoji veliki broj uređaja koji koriste frekvenciju 44.1 kHz, kao i veliki broj audio zapisa snimljenih u 44.1 kHz (ili više njih). Međutim, neki noviji standardi, pored 44.1 kHz koriste i 48 kHz ili umesto 44.1 kHz. [4] U video sadržajima, 48 kHz je sada standard, ali za audio CD-ove frekvencija od 44,1 kHz (i višestruki) se i dalje koriste.
HDMI TV standard (2003) omogućava i frekvenciju od 44.1 kHz i frekvenciju 48 kHz (i više njih). To omogućava kompatibilnost sa DVD plejerima koji reprodukuju CD, VCD i SVCD sadržaj. Standardi za DVD-Video i Blu-rej diskove koriste isključivo višestruke 48 kHz.
Većina PC zvučnih kartica sadrži digitalno-analogni pretvarač koji može raditi na frekvenciji od 44.1 kHz ili 48 kHz. Neki stariji procesori uključuju samo 44.1 kHz izlaz, a neki jeftiniji noviji procesori uključuju samo 48 kHz izlaz, zahtevajući da PC izvrši digitalnu konverziju brzine uzorka da bi se proizvele ostale brzine uzorka. Slično tome, kartice imaju ograničenja u uzorkovanju koje podržavaju za snimanje.
Vidi još[uredi | uredi izvor]
Napomene[uredi | uredi izvor]
Reference[uredi | uredi izvor]
- ^ See Watkinson for detailed discussion of the history and diagrams.
- ^ AES5-2008 (r2013): AES recommended practice for professional digital audio - Preferred sampling frequencies for applications employing pulse-code modulation (revision of AES5-2003), Audio Engineering Society, 2014-06-16
- ^ Larry Jordan. „Understanding Audio Sample Rate Conversions”. Pristupljeno 2018-05-14.
- ^ AES5-2008 (r2013): AES recommended practice for professional digital audio - Preferred sampling frequencies for applications employing pulse-code modulation (revision of AES5-2003), Audio Engineering Society, 2008
Literatura[uredi | uredi izvor]
- The Art of Digital Audio, John Watkinson, 2nd edition
- Watkinson, section 1.14: "The PCM adaptor", str. 22–24
- Watkinson, section 4.5: "Choice of sampling rate", str. 207–209
- Watkinson, section 9.2: "PCM adaptors", str. 499–502
- Andy McFadden; et al. „2-35] Why 44.1 kHz? Why not 48 kHz?”. CD-Recordable FAQ.
- Henning Schulzrinne. „Explanation of 44.1 kHz CD sampling rate”. Pristupljeno 2013-02-06.