Андрей Юрьевич Тепляков:
"Рассмотрим для начала любимый формат CD и родственные ему форматы Flac. Динамический диапазон рассчитывается очень просто — он равен 6дБ на 1 бит информации, при импульсно кодовой модуляции использующейся в этих форматах. Для компакт диска динамический диапазон таким образом равен 16бит х 6дБ = 96дБ. Соответственно величина ошибки квантования равна величине младшего разряда и для 16бит динамического диапазона цифровой (теоретический) шум квантования составит -96дБ. Мы разобрали квантование по амплитуде и это еще не все характеристики цифрового аудио.

В прошлых своих обзорах я уже рассказывал о проблемах связанных с дискретизацией аудио в компакт диске и его реальном частотном диапазоне. Напомню. Диапазон CD (теоретический) составляет 20Гц-20000Гц.

С нижними частотами все в порядке. Проблемы возникают при оцифровке высоких частот. Дело в том что период максимальной (по теореме Котельникова-Шеннона или известная как «частота Найквиста») частоты 22050Гц, будет записан всего двумя цифрами. Это и есть частота дискретизации которая равна для компакт диска 44100Гц. Если сравнить количество информации доступное для записи максимальной частоты 22050Гц и минимальной для CD частоты в 20Гц, на ум приходит очень важный и простой вывод — различные частоты записываются с разным качеством.

Понятно так же, что если нижняя частота запишется с высоким качеством, то верхние частоты, совершенно логично, запишутся с качеством плохим. Вопрос только в том насколько плохое это качество.

Чтобы посчитать величину шума дискретизации подойдет формула от оценки шума квантования. Предварительно нужно знать величину периода (целое число) искомой частоты и расчитать требуемое количество бит кодирующих фазу частоты. Ниже представлена таблица где приведены частоты с уменьшением на октаву, плюс самая низкая частота (кодируемая, как мы помним с избытком качества), далее следует величина периода, минимальная 2р, здесь и далее указывается число единиц информации кодирующих один период частоты и разрядность в битах необходимая для кодирования одного периода при этой частоте дискретизации (ограничением для количества бит на фазу является как раз частота дискретизации). В конце приводится то что нам нужно — величина (теоретическая) фазового шума (ошибка дискретизации) для определенной частоты:

CD 44100 Hz 16bit

22050 Hz 2p(1b) -6дБ
11025 Hz 4p(2b) -12дБ
5512 Hz 8p(3b) -18дБ
2756 Hz 16p(4b) -24дБ
20 Hz 2205p(11b) -66дБ
Итак, значения шума дискретизации прямо сказать обескураживающие =). Недаром эти характеристики производители аппаратуры не указывают вообще.

Итог по чистоте записи в формате CD
В формате CD чисто запишутся только низкие частоты с отношением сигнал\шум ниже примерно -45дБ. Средние запишутся уже с высоким уровнем фазового шума. На высокие частоты уже практически ничего не остается… Напомню, что шум квантования всего -96дБ — его то и указывают производители техники и в описании форматов."