Почему у Audio CD именно 44,1 кГц

44 100 Гц часто объясняют пределом человеческого слуха и теоремой Найквиста: для записи частот до 20 кГц нужна частота дискретизации выше 40 кГц, а запас оставляют для фильтра. Но это объясняет лишь порядок величины, а не конкретные 44 100 Гц — с точки зрения теории подошли бы и 44 000, и 45 000 Гц.

Точное значение появилось из ограничений видеотехники, а не из красивой арифметики. В конце 1970-х цифровой звук уже можно было записывать, однако подходящего носителя для многочасовой записи ещё не существовало. Зато видеомагнитофоны умели сохранять на магнитной ленте сигнал с полосой в несколько мегагерц.

Как звук записывали на видеоленту

Для этого использовали PCM-адаптеры. Они преобразовывали аудиосэмплы в цифровой поток, а затем представляли нули и единицы как специальный видеосигнал — фактически чёрно-белую шахматку. Видеомагнитофон записывал её как обычное изображение, а при воспроизведении адаптер восстанавливал исходные данные.

Такой подход жёстко связывал звук с параметрами телевизионного стандарта:

• •количеством строк в кадре;
• •частотой кадров и полей;
• •доступным временем и пространством внутри видеосигнала;
• •различиями между системами PAL и NTSC.

Поэтому частоту дискретизации выбирали не только по требованиям аудио, но и так, чтобы цифровые данные предсказуемо укладывались в телевизионную развертку. 44,1 кГц стало практичным общим вариантом для оборудования, рассчитанного на обе распространённые видеосистемы.

Почему не 44 000 Гц

Разница в 100 Гц почти ничего не меняет для слышимого диапазона и не связана с дополнительными возможностями человеческого слуха. Она появилась как следствие совместимости с аппаратурой, которая использовалась для ранней цифровой записи и последующего производства CD.