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Speicherplatz eines der Hauptprobleme der Digitaltechnik dar. Weitere
Probleme treten bei der Digital-Analog-Wandlung auf (D/A-Wandlung), die
aufgrund der ›analogen‹ Beschaffenheit der menschlichen Sinne notwendig
ist.
»Angenommen man hätte pro Welle einer Schwingung nur ein einziges
Sample genommen. Dann gibt es bei der D/A-Wandlung mehrere
Möglichkeiten aus diesen eine analoge Schwingung zu rekonstruieren. Da
man dann nicht weiß, wo die negative Halbwelle liegt, paßt z.B. auch eine
Welle mit halber Frequenz durch diesen Punkt, die unser Ohr als eine Oktave
tiefer als das Originalsignal hören würde. Wir brauchen also mindestens zwei
Werte, um eine Schwingung aus Wellenberg und Wellental richtig vermessen
zu können« (Noll 1994, 77).
Hieraus erklärt sich die bei CD-Abspielgeräten verbreitete Samplingrate von 44,1 kHz:
der Mensch hört Töne bis ca. 20 kHz, diese müssen mit der doppelten Frequenz
abgetastet werden, damit sie vom menschlichen Ohr eindeutig wahrgenommen werden
können. Wenn die Samplingrate also doppelt so groß wie die höchste zu verarbeitenden
Frequenz ist und das Signal keine Frequenzen enthält, die über der halben Samplingrate
liegen, dann entstehen bei der Rückverwandlung des digitalen Signals in ein analoges
Signal keine hörbaren Informationsverluste. Diese beiden Voraussetzungen für
verlustfreie Digital-Analog-Wandlung gehen auf zwei Forschungsergebnisse im Bereich
der Nachrichtentechnik und Informationstheorie zurück: das von Harry Nyquist 1928
formulierte Nyquist-Kriterium und das von Claude E. Shannon 1949 aufgestellte
Abtasttheorem.
Das Nyquist-Kriterium besagt, daß es möglich ist, eine Samplingfrequenz zu finden,
die die verlustfreie Rekonstruktion eines digitalisierten Signals gewährleistet, »sofern die
Abtastfrequenz mindestens doppelt so hoch ist wie die höchste zu übertragende
Eingangsfrequenz« (Schiffner 1991, 28). Das Abtasttheorem von Shannon gibt die
Anzahl der benötigten Werte für die verlustfreie Rekonstruktion des Ausgangssignals an
(vgl. Noll 1994, 77f.).
Durch die Digital-Analog-Wandlung wird das Ausgangssignal aus der digital kodierten
Form wieder zusammengesetzt; genauer handelt es sich dabei um eine sehr schnelle Folge
von Einzelimpulsen, die das menschliche Ohr aber aufgrund seiner spezifischen
Beschaffenheit nicht als solche wahrnimmt.
Das eingangs erwähnte, weitverbreitete Pulsecodemodulation-Verfahren zur
Aufzeichnung digitaler Daten (z. B bei CD-Abspielgeräten) speichert für jeden
Abtastzeitpunkt einen dem Signalwert entsprechenden Zahlenwert, was sich in der
Praxis als sehr speicherintensiv herausstellt. Eine sparsamere Methode, die
Delta-Pulsecodemodulation (DPCM), speichert deshalb nur die Differenz zwischen zwei
benachbarten Werten (vgl. ebd., 79).
1.2. Technische Innovationen im Bereich des Tonstudios
Der Begriff ›Digitalisierung‹ kennzeichnet die technologische Entwicklung in den
Tonstudios seit Anfang der achtziger Jahre. Ȇberall dort, wo man an physikalische
Grenzen stößt (wie z. B. beim Rauschen oder der unzureichenden Frequenzwiedergabe),
versucht man zu digitalen Lösungen zu kommen« (Schiffner 1991, 14f.). Eine
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