44,100Hz

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디지털 오디오에서는 44,100Hz(대체로 44.1kHz로 표시됨)가 일반적인 샘플링 주파수입니다.아날로그 오디오는 보통 초당 44,100회 샘플링하여 녹음되며, 이 샘플은 재생 시 오디오 신호를 재구성하는 데 사용됩니다.

44.1kHz 오디오 샘플링 레이트는 1979년부터 Sony가 사용한 것으로 거슬러 올라가는 콤팩트 디스크(CD) 포맷 때문에 널리 사용되고 있습니다.

역사

44.1kHz 샘플링 속도는 1970년대 후반 ^{[note 1]}비디오 카세트에 디지털 오디오를 기록한 PCM 어댑터, 특히 1979년에 소개되어 이 시리즈의 후속 모델에 탑재된 Sony PCM-1600에서 시작되었습니다.이는 1980년 ^[1]Red Book 표준에 정의된 CD-DA(Compact Disc Digital Audio)의 기초가 되었습니다.이 샘플링 주파수는 1990년대 DVD와 같은 표준과 2000년대 HDMI와 같은 표준에서 옵션으로 계속 사용되어 왔습니다.이 샘플링 주파수는 MP3 및 콤팩트 디스크에서 추출한 재료로 만든 기타 소비자용 오디오 파일 형식에 일반적으로 사용됩니다.

기원.

샘플링 속도의 선택은 주로 20–20,000Hz (20kHz)의 가청 주파수 범위를 재현할 필요성에 기초했습니다.나이키스트-셰넌 샘플링 정리에 따르면 기록되는 신호의 최대 주파수보다 2배 이상의 샘플링 속도가 필요하며, 따라서 최소 40kHz의 요구 속도가 발생합니다.44.1kHz의 정확한 샘플링 속도는 CD 사양이 ^[1]개발될 당시 기록 스튜디오에서 CD 제조업체로 데이터를 전송하는 가장 경제적인 방법이었던 PCM 어댑터에서 상속되었습니다.

이 비율은 제조사들, 특히 소니와 필립스 간의 논의와 소니에 의한 시행에 따라 결정되었으며, 이는 사실상의 기준을 제시하였다.필립스가 제안한 44.1 / 1.001 44 44.056kHz (60 / 1.001 = 59.94Hz의 NTSC 컬러 필드 레이트에 해당) 또는 약 44kHz와 같은 다른 대안들과 함께 실제 속도 선택이 논의의 요점이 되었다.최종적으로 Sony는 샘플링 레이트(44.1kHz)와 비트 심도(16비트/샘플) 모두에서 우세했습니다.선택된 비율의 배후에 있는 기술적 이유는 다음과 같습니다.^[2]

사람의 청각과 신호 처리

나이키스트-셰넌 샘플링 정리에 따르면 샘플링 주파수는 재현하려는 최대 주파수의 2배 이상이어야 합니다.인간의 청각 범위는 대략 20Hz에서 20,000Hz이므로 샘플링 속도는 40kHz보다 커야 했다.

또한 에일리어싱을 피하기 위해 샘플링 전에 신호를 로우패스필터링해야 합니다.이상적인 저역 통과 필터는 (감쇠하지 않고) 20kHz 미만의 주파수를 완벽하게 통과시키고 20kHz 이상의 주파수를 완전히 차단하는 반면, 그러한 이상적인 필터는 이론적으로나 현실적으로 구현이 불가능하기 때문에 실제로 주파수가 부분적으로 감쇠되는 전환 대역이 필요합니다.이 전이 대역이 넓을수록 안티에이리어싱 필터를 만드는 것이 쉽고 경제적입니다.44.1kHz 샘플링 주파수를 사용하면 2.05kHz 전환 대역을 사용할 수 있습니다.

비디오 기기에서의 녹화

VCR이 의미 있는 길이의 디지털 ^{[note 2]}오디오를 저장할 수 있는 유일한 전송 수단이었기 때문에 초기 디지털 오디오는 기존의 아날로그 비디오 카세트 테이프에 기록되었습니다.비디오 기기의 변경을 최소한으로 억제하고 재사용을 가능하게 하기 위해서, 이것들은 비디오와 같은 속도로 동작해, 거의 같은 회로를 사용했습니다.44.1 kHz는 PAL 비디오와 NTSC 비디오 양쪽에 대응해, 오디오 채널 마다 비디오 회선 마다 3 샘플 이하의 부호화를 필요로 하는 최고 사용 레이트로 간주되었습니다.

샘플링 속도는 다음과 ^{[note 3]}같이 구성됩니다.

	활성 선/필드	필드/초	샘플/라인	결과 샘플링 속도
PAL	294	50	3	294 × 50 × 3 = 44,100 Hz
B&W NTSC	245	60	3	245 × 60 × 3 = 44,100 Hz
컬러 NTSC	245	≈59.94	3	245 × 59.94 × 3 = 44,056 Hz

NTSC에는 프레임당 490개의 액티브 회선이 있으며, 총 525개의 회선 중 PAL에는 프레임당 588개의 액티브 회선이 있습니다.

관련 요금

44,100은 첫 번째 4개의 소수 (${\displaystyle {\mathrm{}}^{}{}^{}}$2 ${\displaystyle {2\mathrm{}}^{}}$ ${\displaystyle {\mathrm{}}^{}{}^{}}$2 ${\displaystyle {2\mathrm{}}^{}}$ ${\displaystyle {\mathrm{}}^{}{}^{}}$2 ${\displaystyle {2\mathrm{}}^{}}$ 7 2 display 2 2 7$$2 \ $displaystyle$ 2$^{2$} \ $cdot$ 3$^{2}$ \ $cdot$ 5$^{2$} \ $cdot$ 7$^{2}$)의 제곱의 곱이므로 유용한 정수 인수가 많다.

44.1kHz의 다양한 하프링과 더블링이 사용됩니다.낮은 레이트 11.025kHz와 22.05kHz는 WAV 파일에 포함되어 있어 저대역폭 애플리케이션에 적합합니다.또한 88.2kHz와 176.4kHz의 높은 레이트는 마스터링과 DVD-오디오에 모두 사용됩니다.편집으로 인한 왜곡에 덜 민감하며, 또한 (20kHz에서 사람이 들을 수 있는 것과 샘플링 속도 사이의) 훨씬 더 큰 전이 대역이 가능하기 때문에 로우패스 필터링을 쉽게 할 수 있습니다.88.2kHz 및 176.4kHz 속도는 주로 최종 목표가 CD일 때 사용됩니다.

기타 요금

초기 디지털 오디오에서도 몇 가지 다른 샘플링 속도가 사용되었습니다.37kHz 프로토타입에 이어 1970년대에 Soundstream에 의해 사용된 50kHz 샘플링 속도.1980년대 초에는 15kHz 대역폭을 가진 FM 스테레오 방송에는 32kHz 샘플링 레이트가 사용되었습니다(영국과 일본에서는 특히).일부 디지털 오디오는 525/59.94(44,056Hz 샘플링)와 625/50(44.1kHz 샘플링)에 대응하는 2개의 호환되지 않는 EIAJ 형식으로 국내용으로 제공되었습니다.

Digital Audio Tape(DAT; 디지털 오디오 테이프) 형식은 1987년에 48kHz 샘플링으로 출시되었습니다.이 샘플 레이트는 프로페셔널 ^[4]오디오의 표준 레이트가 되었습니다.최근까지 44,100kHz와 48,000kHz 사이의 샘플링 속도 변환은 44,100kHz와 48,000kHz의 최소 공통 분모가 147:160이기 때문에 이들 속도 사이의 높은 비율 때문에 복잡했지만, 현대 기술을 통해 이러한 변환이 빠르고 효율적으로 ^[5]이루어졌습니다.초기 소비자용 DAT 기계는 44.1kHz를 지원하지 않았으며, 이러한 차이 때문에 48kHz DAT ^{[citation needed]}장비를 사용하여 44.1kHz CD의 직접 디지털 복사본을 만드는 것이 어려웠습니다.

상황

CD의 인기로 인해 44.1kHz 기기가 다수 존재하며 44.1kHz(또는 그 배수)로 녹음된 오디오도 다수 존재합니다.그러나 보다 최근의 일부 표준에서는 44.1kHz에 ^[6]추가되거나 대신 48kHz를 사용합니다.비디오에서는 현재 48kHz가 표준이지만 CD를 대상으로 하는 오디오에서는 44.1kHz(및 배수)가 여전히 사용됩니다.

HDMI TV 표준(2003)에서는 44.1kHz와 48kHz(및 그 배수)를 모두 사용할 수 있습니다.CD, VCD 및 SVCD 콘텐츠를 재생하는 DVD 플레이어와의 호환성을 제공합니다.DVD 비디오 및 Blu-ray 디스크 규격에서는 48kHz의 배수를 사용합니다.

대부분의 PC 사운드 카드에는, 44.1 kHz 또는 48 kHz 로 네이티브로 동작할 수 있는 디지털/아날로그 컨버터가 탑재되어 있습니다.일부 구형 프로세서에는 44.1kHz 출력만 포함되며 일부 저가형 프로세서에는 48kHz 출력만 포함되므로 PC는 다른 샘플 레이트를 출력하기 위해 디지털샘플 레이트 변환을 수행해야 합니다.마찬가지로, 카드에서는, 기록에 서포트하는 샘플 레이트에 제한이 있습니다.

「 」를 참조해 주세요.

• 수정 발진기 주파수

메모들

레퍼런스