Braucht man mehr als 44.1 kHz? – 13db Audio Knowledge
Braucht man mehr als 44.1 kHz?

Eine Digitalaufnahme ist im Vergleich zu ihren analogen Schwestern in der zeitlichen Abbildung sehr grobschlächtig. Während ein Tonband quasi unendlich viele Werte pro Sekunde speichert, erfasst der A/D Wandler der Soundkarte bei “CD-Qualität” gerade einmal 44.100 pro Sekunde.

Laut zwei Mathematikern und Physikern Namens Nyquist und Shannon ist dies jedoch völlig ausreichend, um alle vom Mensch hörbaren Frequenzen fehlerfrei abzubilden. Messtechnisch entsteht bei der Rückwandlung exakt das Eingangssignal, selbst wenn die eigentlichen Daten Lücken enthalten.

Trotz geringer Auflösung bleiben In- und Output der selbe
Trotz geringer Auflösung bleiben In- und Output der selbe

Umso verwunderlich sind Soundkarten und Digitalwandler die deutlich höhere Frequenzen als das theoretische notwendige Minimum beherrschen. Steigert eine Vervielfachung auf 88.2 kHz, 96 kHz oder gar 192 kHz tatsächlich die Qualität, oder ist es vielleicht doch nur eine Marketing Strategie?

Doppelt so groß

Die größte Veränderung finden wir in der Dateigröße. Jede Verdopplung der Abtastrate verdoppelt die Datenmenge und damit den Speicherplatzbedarf. Gleichzeitig wird das System stärker belastet und konnte die Soundkarte bei 44.1 kHz 30 Kanäle gleichzeitig ausgeben, reduzieren sie sich bei 88.2 kHz auf die Hälfte. Um die selbe Spurenzahl in “Hi-Res” zu verwalten benötigen wir die doppelte Menge Hardware.

 Doppelte Samplingrate bedeutet eine doppelte Belastung der CPU
Doppelte Samplingrate bedeutet eine doppelte Belastung der CPU

Viel Wirbel um nichts

Dem entgegen sind die klanglichen Veränderungen enttäuschend gering. Nur unter bestimmten Umständen und dazu gehört ein sehr hochwertiges Wiedergabesystem und geschulte Ohren, wird sich im direkten A/B Vergleich ein minimaler Unterschied offenbaren. Ein Konsument ohne Referenz kann nur raten welche Auflösung gewählt wurde.

Ein Blick in die interpolierte Wellenform zeigt auch optisch keine Unterschiede. Trotz deutlich verminderten Abtastpunkten stimmen die Hüllkurven überein.

 Weniger Abtastpunkte, selber Verlauf.
Weniger Abtastpunkte, selber Verlauf.

Sogar Problematisch

Hohe Samplerates sind manchmal sogar nachteilig. Ist die Auflösung im Projekt höher als auf dem Endmedium, steht am Ende des Masterings das Downsampling an. Dieser verlustbehaftete Prozess kann je nach Material und Software Engine eine Klangverschlechterung bewirken und alle anderen Vorteile überdecken.

 Spektrale Veränderung nach dem Downsampling
Spektrale Veränderung nach dem Downsampling

Es lohnt doch

Die Vorteile hoher Samplingraten liegen viel mehr im technischen Umfeld. Hast du eine zu hohe Systemlatenz, hilft eine Verdopplung der Abtastrate diese zu halbieren, denn schließlich ist der Abstand zum nächsten Sample nur noch halb so groß.

 22 ms ist doch recht lang
22 ms ist doch recht lang
 88.1 und nur noch die Hälfte an Latenz
88.1 und nur noch die Hälfte an Latenz

Auf dem Papier erbringt Oversampling weitere Vorteile:

  • Es werden auch Frequenzen über 22 kHz abgebildet. Damit verlassen wir zwar den hörbaren Bereich, aber für Esoteriker und Hundebeschallungen sind diese Frequenzen essenziell.
  • Ein mehr an Frequenzen bedeutet ebenfalls, dass sich unvermeidliche Fehler wie das Quantisierungsrauschen breitbandiger Verteilen. Nach dem Downsampling fallen alle Fehler im nicht hörbaren Bereich durch den Lowpass Filter weg.
  • Manche Effekte können tatsächlich von Oversampling profitieren. Je höher die zeitliche Auflösung, desto genauer kann zum Beispiel Hall abgebildet werden. Filter klingen angeblich besser, es gibt weniger Aliasing …

Fazit

Am besten lässt sich das Thema mit einem Zitat aus einer Diplomarbeit der Uni Detmold zusammenfassen: Quelle

Die gut ausgewählte Positionierung und die Wahl eines geeigneten Mikrofons haben einen größeren Einfluss auf das klangästhetische Bild einer Aufnahme als die Wahl verschiedener Abtastraten.
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