¿Por qué la frecuencia de muestreo estándar para PCM utilizada en redes telefónicas se adopta como 8 kHz? En otras palabras, ¿cuáles son los beneficios de usar una frecuencia de muestreo de 8 kHz en PCM estándar?

Ah, esta pregunta realmente trae recuerdos de mis antiguas clases de comunicaciones y procesamiento de señales …

Básicamente, el teorema de muestreo de Shannon-Nyquist establece que para cualquier señal dada [matemática] g \ left (t \ right) [/ math] (aquí [math] t [/ math] es el tiempo) cuyo contenido de frecuencia tiene un límite superior de , digamos [math] f_c [/ math] kHz, entonces podemos reconstruir la señal exactamente si muestreamos [math] g [/ math] lo suficientemente rápido.

Específicamente, esto es a [math] 2 f_c [/ math] kilosamples / sec o kHz. (¡pero tenga en cuenta que kHz en el muestreo es diferente de kHz en términos de contenido de frecuencia de señales analógicas!)

Ahora tenga en cuenta que la mayor parte del rango vocal humano, específicamente el necesario para la discusión, se encuentra dentro de 100Hz – 4kHz, y puede juntar dos y dos 😉

Ofc, lo que realmente sucede es que el teléfono primero eliminará cualquier contenido de frecuencia por encima de 4kHz de la señal para crear [matemática] g \ izquierda (t \ derecha) [/ matemática].

La banda base de voz en telefonía es 0.3KHz-3.4 KHz. Como la frecuencia máxima de la señal es 3.4 Hz, la frecuencia de muestreo de Nyquist debe ser 2X 3.4KHz = 6.8KHz. Ahora, un poco de sobremuestreo es mejor. Entonces, el valor de 8Hz se elige como el número de oro mundial.

desde la red telefónica habitual se estableció para hablar entre sí. que incluye señales de voz (habla). las señales de voz humana se limitan a solo 3.3KHz. por lo tanto, necesita una frecuencia de muestreo ligeramente superior a la tasa de nyquist para evitar el alias. entonces se elige 8KHz.