Tonbeispiele zur Qualität von MP3 mit verschiedenen Abtastraten

Wie eingangs beschrieben, wird das vom Mikrofon oder der Tonquelle gelieferte, analoge Signal digital, quasi punktweise abgetastet. Die Abtastrate (Kilohertz) (oder Samplingrate SR) gibt dabei an,in wie vielen Einzelschritten pro Sekunde diese Abtastung erfolgt. Je größer diese Zahl ist, um so feiner ist die Abtastung und damit auch die nachfolgende Verarbeitung. Andererseits steigt aber mit dieser Zahl auch die anfallende Datenmenge. Üblich sind 44, 2kHz. Damit stellt sich beim optimal gewählten mp3 Verfahren einen Datenstrom von 160 - 192 kBit/sec ein.

Legt man Wert auf geringsten Speicherbedarf, z.B. bei Langzeitaufzeichnungen, Anrufbeantworter, so genügt eine Abtastrate (engl. Sample Rate: SR) = 10kHz.. Dabei begrenzt die Höhe Abtastrate aus physikalischen Gründen die maximal übertragbare höchste Frequenz: während bei SR=44,1 kHz noch eine Bandbreite bis 20kHz möglich ist, ist bei SR=10kHz nur eine max. 3,5kHz Tonfrequenzbandbreite möglich. In der Folge werden also alle höheren Frequenzen aus dem Signal abgefiltert, es gibt sich damit ein dumpfer Klangeindruck.

Klassische Kammermusik

1. Choral niedrige Abtastrate 16kBit/sec Speicherbedarf: nur 16 kByte

2. " gute Abtastrate 192 kBit/sec Speicherbedarf 619 kByte

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Haben Sie beim zweiten Beispiel den deutlich grösseren Tonumfang bei hohen und tiefen Frequenzen feststellen können?

Ausschnitt Klassik, 9.Symphonie, 4. Satz

Für die Aufzeichnung von Musik gibt es zwei Haupt-Kriterien:
- übertragener Frequenzbereich z.B. CD 10Hz bis 20 kHz
- übertragene Dynamik, Abstand zum Rauschen CD 96 dB.
Mit einer Abtastfrequenz von 44,1 kHz kann das Frequenzkriterium erfüllt werden,

Die max mögliche Dynamik ergibt sich aus der Sampling-(quantisierungs)Rate, die angibt, in wieviele Einzelwerte jeder abgetastete Wert unterteilt wird.
Bei SR 16bit x 6dB ergibt sich 96 dB Dynamik

Nachfolgend Beispiele, die den Zusammenhang zwischen Datenrate , Dateneinsparung und oberster Grenzfrequenz, zeigen:

Nr. kBit/sec Reduktion Abtastrate obere Grenzfrequenz

1 160 8,8:1 44,1 kHz >20 kHz

2 64 22:1 22 kHz ca 9kHz früher CC-Cassette

3 24 31:1 11 kHz ca 3,5kHz Mittelwellenradio

s. dazu unter den Hörproben die Bilder vom Spektrum dieser Proben. Man beachte: das rechte Ende der Frequenzskala liegt je nach Abtastrate bei 20kHz, 9kHz, bzw. 3,5 kHz. Entsprechend dumpf klingt die letzte Probe am Beginn während bei den Bässen gegen Ende der Probe die Reduzierung nicht so störend auffällt.

Hör- Probe Nr 1