Desde el lanzamiento del CD en 1982 hasta la actualidad, utilizamos una frecuencia de muestreo de 44,1 kHz. La mayor parte de la música que se ha lanzado digitalmente ha utilizado esta frecuencia de muestreo; millones de álbumes, CD, pistas en formatos MP3 y AAC. La frecuencia de muestreo de 44,1 kHz ha estado con nosotros durante mucho tiempo, pero la pregunta es: ¿es necesaria en el mundo actual y por qué se eligió como frecuencia de muestreo principal?
Fuentes 44,1 kHz
Al desarrollar el CD, uno de los requisitos era que el formato debía reproducir todo el espectro de frecuencias audibles. Esto generalmente se considera de 20 Hz a 20 kHz para el oído humano. Se sabe por el teorema de Nyquist que para reproducir cualquier frecuencia de audio dada, la frecuencia de muestreo debe ser al menos el doble de la frecuencia más alta que desea reproducir. Esto significaba que los CD debían muestrearse a 40 kHz o más para cubrir el espectro audible.
No era posible almacenar datos digitales equivalentes al tamaño de un CD en un disco duro porque los discos de la época simplemente no tenían suficiente capacidad. Por lo tanto, las videograbadoras se reutilizaron para almacenar muestras de audio como señales de video en blanco y negro. En los EE. UU., estas videograbadoras funcionaban a 30 fotogramas por segundo y tenían 490 líneas utilizables por fotograma (excluyendo las líneas en blanco). Se decidió que se deberían almacenar 3 muestras de audio en cada línea del video.
3 muestras por línea * 490 líneas * 30 fps = 44,100.
En el Reino Unido, las videograbadoras funcionaban con resoluciones y velocidades de cuadro ligeramente diferentes. Sin embargo, las matemáticas todavía funcionan:
3 muestras por línea * 588 líneas * 25 fotogramas por segundo = 44.100 de nuevo.
Dado que solo puede almacenar un número entero de muestras por línea (1, 2, 3, 4, 5, etc.), 44,1 kHz era la frecuencia de muestreo más baja posible necesaria para cumplir con el requisito de Nyquist y también para mantener los discos compactos maestros en casetes de video
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Dos familias de frecuencias de muestreo
Por el contrario, la producción de televisión y los flujos de trabajo de vídeo digital modernos siempre han utilizado 48 kHz como frecuencia de muestreo estándar. Tanto los multiplicadores de 44,1 kHz como los de 48 kHz ahora se usan bastante. Algunos flujos de trabajo pueden beneficiarse de frecuencias de muestreo más altas. Hasta la fecha, dos conjuntos son comunes:
Tasas de derivados de CD:
- 44,1kHz
- 88,2kHz
- 176,4kHz
Derivados de vídeo:
- 48kHz
- 96kHz
- 192kHz
¿Por qué necesita tantas frecuencias de muestreo?
Obviamente, la frecuencia de 44,1 kHz surgió únicamente debido a limitaciones técnicas durante el desarrollo de los CD. Sus derivados, 88,2 y 176,4 kHz, existen solo porque son múltiplos matemáticos de él. A medida que nos alejamos de los formatos físicos y entramos en una era en la que la mayoría del contenido se entrega electrónicamente, ¿hay alguna razón para mantener los 44,1 kHz? Obviamente, tendremos que conservar la capacidad de trabajar con contenido heredado a esta frecuencia de muestreo y poder crear discos maestros mientras el formato aún exista, pero ¿no deberíamos simplemente pasar a 48, 96 y (donde sea necesario) 192kHz? por ahora?
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