サンプリングレート・ナイキスト周波数計算機｜録音設定とファイル容量を一度に逆算

サンプリングレート・ビット深度・チャンネル数を選ぶだけで、理論上の再現上限であるナイキスト周波数、ビット深度から決まるダイナミックレンジ、無圧縮PCMのビットレートとファイル容量を一括算出。電話品質の8 kHzからマスタリングの192 kHzまで9プリセットを横並びで比較。

💡 このツールについて

DAWでプロジェクトを立ち上げるとき、「44.1 kHzと48 kHz、どちらにすべきか」「24 bitで30分録ると何GBになるか」を毎回調べ直すのは手間。本ツールは、サンプリング定理が示すナイキスト周波数（サンプリングレート ÷ 2）を提示し、人間の可聴域20 kHzを誰がカバーしているかを数値で確認できる。

さらにダイナミックレンジ（6.02 × ビット深度 + 1.76 dB）で量子化ノイズに対する余裕を、ビットレート（レート × ビット深度 × チャンネル数）で帯域とストレージの目安を同時に表示。プリセット比較カードが現在値を強調するので、CD・DAW標準・ハイレゾ・マスタリングの違いが一目で掴める。

🧐 よくある質問

Q. なぜCDは44.1 kHzなのか？ A. 人間の可聴域上限がおおよそ20 kHzで、ナイキスト周波数がこれを上回る最小級のレートが44.1 kHzだから。22.05 kHzまで再現でき、アンチエイリアスフィルタの余白も確保される。

Q. 24 bitと16 bitで音質はどう変わる？ A. 主に差が出るのはダイナミックレンジ。16 bitで約98 dB、24 bitで約146 dBと、量子化ノイズに対する余裕が桁違いに広がる。レコーディング段で24 bitが好まれる理由はここにある。

Q. 96 kHzで録ると本当に良い音になる？ A. ナイキスト周波数は48 kHzまで上がるが、可聴域はカバー済み。利点はフィルタ設計の余裕やピッチ変更耐性で、再生音そのものが必ず良くなるわけではない。容量は44.1 kHzの倍以上になる点も計算で確認できる。

Q. 表示されるファイルサイズは実ファイルと一致する？ A. WAVやAIFFなど無圧縮PCMの理論値（レート × ビット深度 × チャンネル × 秒数 ÷ 8）。実ファイルはヘッダ分だけわずかに大きく、MP3やAACなど圧縮形式ではこれより小さくなる。

📚 豆知識：サンプリング定理と「折り返し」

サンプリング定理（ナイキスト・シャノンの定理）は「ある周波数を正しく記録するには、その2倍以上の速さで標本化せよ」と説く。逆に、ナイキスト周波数を超える音を入れるとエイリアシング（折り返し雑音）として低い周波数に化けて混入する。これがアナログ録音には無い、デジタル特有の歪み。

だからADコンバータの手前には必ずローパスフィルタ（アンチエイリアスフィルタ）が置かれ、ナイキスト周波数以上を削ぎ落とす。ハイレゾが高いレートを使うのは、可聴域そのものより、このフィルタを緩やかな特性で設計できる余裕を狙っている側面が大きい。