把連續的聲波變成數位檔案，本質是每秒對波形「拍照」很多次——這個次數就是取樣率。要多快才夠？資訊理論之父 Claude Shannon 在 1949 年的經典論文《Communication in the Presence of Noise》中給出嚴格證明：只要取樣率達到訊號最高頻率成分的兩倍以上，原始連續訊號就能被完整重建，這就是著名的 Nyquist–Shannon 取樣定理。
低於兩倍會發生「混疊」（aliasing）：高頻成分會偽裝成不存在的低頻雜音，而且事後無法去除。
人耳可聽頻率上限約 20kHz（隨年齡下降），依定理取樣率需至少 40kHz。CD 最終採用 44.1kHz，多出的餘裕是留給類比濾波器的過渡帶；至於不是整數 44 或 48，則與早期數位音訊借用視訊磁帶機儲存的歷史有關——44.1kHz 恰好能與當時電視掃描線規格整除相容。
MP3 所依據的 ISO/IEC 11172-3 標準支援 32、44.1、48 kHz 三種取樣率，44.1kHz 至今仍是音樂發行的主流。
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