Почему частота дискретизации при оцифровке звука должна быть минимум в два раза выше частоты самого сигнала?

Частота дискретизации при оцифровке звука должна быть минимум в два раза выше частоты самого сигнала, потому что это необходимо для того, чтобы аналоговый (непрерывный по времени) сигнал можно было точно восстановить по его отсчётам. 1

Согласно теореме Котельникова, если максимальная частота в сигнале равна половине частоты дискретизации или превышает её, то способа восстановить сигнал из дискретного в аналоговый без искажений не существует. 4

Кроме того, если часть сигнала выйдет за пределы частоты Найквиста, она будет оцифрована с ошибкой, что приведёт к слышимым искажениям. 5 Поэтому частоту дискретизации выбирают с запасом, чтобы компенсировать потерю и искажение данных. 3

Таким образом, чем выше частота дискретизации, тем более качественной будет оцифровка. 1