Решить задачу: Известно, что для получения разборчиво звучащей человеческой речи достаточно оцифровывать ее с частотой 8 кГц.
Какой диапазон частот может быть правильно передан такой цифровой записью? Что необходимо предпринять при оцифровке для правильной передачи этого диапазона?

​

Для правильной передачи человеческой речи эта должна быть оцифрована с частотой 8 кГц, что означает, что в секунду будет происходить 8000 отсчетов звука.

Диапазон частот, который может быть правильно передан такой цифровой записью, зависит от метода оцифровки. В цифровой обработке звука используется теорема Котельникова-Шеннона, которая утверждает, что чтобы точно восстановить представление аналогового сигнала из его цифровой записи, необходимо, чтобы частота дискретизации составляла не менее чем в два раза превышала самую высокую частоту в исходном сигнале.

Таким образом, чтобы правильно передать оцифрованную речь, необходимо учесть, что максимальная частота речи равна 4000 Гц (поскольку 8000 Гц / 2 = 4000 Гц).

Значит, диапазон частот, который может быть корректно передан при оцифровке с частотой 8 кГц, будет от 0 Гц до 4000 Гц.

Для правильной передачи этого диапазона при оцифровке можно применить следующие шаги:

1. Правильный выбор аналогового-цифрового преобразователя (АЦП): Для оцифровки сигнала с частотой 8 кГц, необходимо использовать АЦП, способный обработать сигнал с такой частотой. Выбор подходящего АЦП, который может обрабатывать наивысшую частоту сигнала в заданном диапазоне, является важным шагом для правильной оцифровки.

2. Фильтрация сигнала: Перед оцифровкой речи рекомендуется фильтровать сигнал, чтобы удалить нежелательные шумы и частоты, которые находятся за пределами интересующего нас диапазона. Для этого можно использовать фильтры низких и высоких частот.

3. Дискретизация сигнала: В процессе дискретизации сигнала важно соблюдать условие теоремы Котельникова-Шеннона, то есть выбирать частоту дискретизации, которая в два раза превышает самую высокую частоту в исходном сигнале. В данном случае нужно использовать частоту дискретизации, равную или выше 8000 Гц.

4. Квантование: Квантование - это процесс преобразования непрерывного сигнала в дискретный, с определенным разрешением. При оцифровке необходимо выбрать достаточно большое разрешение, чтобы точно представить все детали речи.

5. Кодирование: После оцифровки и квантования, полученные отсчеты звука могут быть закодированы с использованием определенного алгоритма сжатия данных для уменьшения размера записи и облегчения передачи.

В результате правильной оцифровки с частотой 8 кГц и использовании указанных методов обработки, можно передать человеческую речь с диапазоном частот от 0 Гц до 4000 Гц с хорошим качеством.