Fréquence d'Echantillonnage

Lors de la numérisation du signal audio en PCM, l’échantillonnage est la première étape. 

L’échantillonnage consiste à mesurer la tension électrique du signal analogique à des intervalles de temps réguliers. 

En simplifiant le signal à une seule note, l’onde sonore est caractérisée par sa fréquence qui est alors qualifiée de monochromatique. 

Captée par un microphone, cette onde sonore est convertie en signal électrique analogique (semblable). En visualisant ce signal électrique avec un oscilloscope, on constate que la tension varie au cours du temps en formant une sinusoïde. 

Relever un échantillon revient à noter un point sur cette sinusoïde. Ce point est défini par la tension électrique mesurée à un temps donné. 

Afin de retracer convenablement une sinusoïde, il faut un nombre de points suffisant pour la reproduire avec fidélité. Plus le nombre de points de mesure par unité de temps (seconde) est élevé et plus la représentation de la courbe sinusoïdale est précise. Autrement dit, plus la fréquence d’échantillonnage est élevée et plus la reconstruction du signal est précise. 

Le théorème de Shonnon-Nyquist démontre que la fréquence d’échantillonnage minimum, pour reproduire le signal audio sans erreurs et avec suffisamment de précision, doit être supérieure à 2 fois la plus haute fréquence audio. En hifi, la bande de fréquence audio correspond à celle de l’ouïe ; de 20 Hz à 20 kHz. En conséquence, la fréquence d’échantillonnage doit, au minimum, être de 40 kHz (40 000 échantillons par secondes). 

Le CD est encodé avec une fréquence d’échantillonnage de 44,1 kHz. Les studios d’enregistrement utilisent des fréquences d’échantillonnage de 96 kHz, voire 192 kHz.