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什么是“采样率”和“比特深度”?
发布时间:2025/9/28 10:01:00 来源:永阜康科技
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上一篇文章我们介绍到数字信号只能用有限的0/1的组合来表示无限的模拟信号,所以必须通过采样率(Sample Rate)和比特深度(Bit Depth)来完成量化。那么什么是采样率和比特深度?

通俗地讲,采样率指的是每秒钟对模拟声音波形进行“打点取样”的次数,单位是赫兹(Hz)。

采样率决定能记录的最高频率。数字音频领域核心理论之一的奈奎斯特-香农采样定律(Nyquist-Shannon Sampling Theorem)告诉我们:要想完整地还原一个模拟信号,采样率必须大于信号中最高频率的两倍。

我们知道,人耳的听觉范围大约是20Hz-20kHz。理论上采样率设置为40kHz时就能够无失真地还原人耳所能听到的频率。那如果采样率不够高,会出现什么问题呢?答案就是会出现“混叠”(Aliasing)现象,即高频成分会被误判为低频信号,导致声音失真。比如我们用30kHz的采样率去录制一个20kHz的声音,因为采样率不足以捕捉到它的完整变化,所以这个高频就会被错误“映射”到较低的频段,听起来就像多出来了一些莫名其妙的低频或中频声音。在实际应用中,为了给抗混叠滤波器留出缓冲区,采样率常用的设置是44.1kHz或48kHz,而不是刚好40kHz。

在音乐制作中我们常用的采样率有44.1kHz、48kHz、96kHz等。

Pro Tools中的采样率设置

比特深度,指的是每个采样点在记录声音振幅时所占用的二进制位数。它决定了声音幅度被量化的精细程度,也直接影响到系统的动态范围。比特深度越高,每个采样点可以表示的数值等级就越多,声音的动态余量就越大。

我们常用的16Bit对应大约96dB的动态范围,是CD音频的标准。24Bit对应大约144dB的动态范围,是专业录音和混音常用的规格。应该说16Bit已经足以满足音乐播放,但在录音和制作环节,24Bit提供了更大的操作空间和更高的保真度,也因此成为行业主流。

引自Unison Audio

在采样率和比特深度的设置上,可能也有一些朋友会有这样的疑问。44.1kHz必须搭配16Bit、48kHz必须搭配24Bit吗?并不是,采样率和比特深度是两个独立的参数,彼此之间并没有强制绑定关系,你可以用48kHz/16Bit(有些便携录音机提供这个选项),44.1kHz/24Bit,还可以用48kHz/32Bit float等。之所以会出现44.1kHz/16Bit48kHz/24Bit这种搭配,其实更多是因为历史标准和应用场景的习惯。

 
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