Файлы с оцифрованным звуком содержат значения амплитуды звукового сигнала, измеренные через одинаковые промежутки времени tд. Процесс замены непрерывного сигнала последовательностью его значений называют дискретизацией (sampling). Частота дискретизации (sampling rate) fд - величина, обратная промежутку времени между измерениями (fд = 1/tд). Она показывает, сколько раз в секунду считывается значение сигнала, и измеряется в герцах или килогерцах (Гц, кГц).
Каждое измеренное значение преобразуют в целое число длиной 8 или 16 битов со знаком или без (квантование, quantizing). Как и в магнитофоне, запись может осуществляться в режимах моно и стерео. Дискретизация и квантование выполняются аналого-цифровым преобразователем (АЦП). Воспроизводится оцифрованный звук с помощью цифро-аналогового преобразователя (ЦАП). Измеренная амплитуда звукового сигнала называется отсчетом (sample).
В соответствии с теоремой отсчетов (теорема Котельникова), в сигнале, измеряемом с частотой дискретизации fд, не должны содержаться гармонические компоненты с частотами выше fд/2, иначе цифровое представление сигнала не будет адекватно аналоговому.
Иначе говоря, частота дискретизации должна быть как минимум вдвое больше максимальной частоты аналогового сигнала fmax:
fд >= 2 fmax.
Частоту fн = fд/2 называют частотой Найквиста. Это предельная частота, выше которой во входном сигнале не должно быть спектральных компонентов. Если в аналоговом сигнале присутствуют частоты выше fн, возникает эффект наложения спектров (aliasing). Поэтому полосу частот входных сигналов необходимо ограничить фильтром низких частот (ФНЧ), который в этом случае называется anti-aliasing-фильтром.
На практике максимально допустимая частота сигнала определяется частотой подавления ФНЧ (граничная частота, с которой начинается полоса подавления). Амплитудная характеристика фильтра, как известно, за частотой среза спадает до нуля не перпендикулярно, а с некоторым наклоном. Поэтому fд и частота среза должны разниться более чем вдвое.
