Prawidłowa odpowiedź to 40 kHz, bo wynika ona wprost z twierdzenia Nyquista-Shannona. Żeby uniknąć aliasingu, czyli nakładania się widm sygnału, sygnał musi być próbkowany z częstotliwością co najmniej dwukrotnie większą niż najwyższa częstotliwość składowa obecna w sygnale. W przypadku pasma akustycznego, gdzie górna granica to 20 kHz, minimalna teoretyczna częstotliwość próbkowania to 40 kHz. W rzeczywistości, np. w standardzie CD Audio, stosuje się nawet troszkę więcej, bo 44,1 kHz, żeby zachować margines bezpieczeństwa i pozwolić filtracji antyaliasingowej odciąć wszystko powyżej 20 kHz. Dzięki temu uzyskujemy czysty, nienaruszony dźwięk, bez brzydkiego wrażenia „przesterów” czy metalicznych artefaktów. Inżynierowie sprzętu audio zawsze zakładają ten bufor i projektują filtry dolnoprzepustowe na wejściu przetwornika A/C, żeby nie dopuścić wyższych częstotliwości. Moim zdaniem warto o tym pamiętać, bo jak ktoś chce profesjonalnie zajmować się techniką audio czy nagraniami, to taki detal robi dużą różnicę w jakości. Praktycznie, kiedy projektujesz system nagłośnieniowy, wiesz, że 40 kHz to absolutne minimum, żeby nie stracić żadnych szczegółów z górnego pasma.
Sporo osób wybiera niższe częstotliwości próbkowania, kierując się przekonaniem, że skoro ludzkie ucho nie słyszy powyżej 20 kHz, to wystarczy 20 kHz albo nawet mniej. Jednak to jest typowy błąd wynikający z niezrozumienia zasady próbkowania. Jeśli sygnał foniczny zawiera częstotliwości do 20 kHz, to zgodnie z twierdzeniem Nyquista-Shannona powinniśmy próbować co najmniej dwa razy szybciej, czyli minimum 40 kHz. Wybranie 10 kHz lub 20 kHz skutkuje bardzo poważnym aliasingiem – wyższe harmoniczne "wracają" do pasma słyszalnego i pojawiają się w nagraniu jako nieprzyjemne, zniekształcone dźwięki, których oryginalnie tam nie było. Swego czasu w starszych systemach transmisji dźwięku stosowano niższe częstotliwości próbkowania, ale szybko okazało się, że to prowadzi do wyraźnej degradacji jakości. 30 kHz to krok w lepszą stronę, ale i tak nie wystarczy, żeby uchwycić całe pasmo akustyczne bez ryzyka aliasingu, no i zostaje za mało miejsca na filtrację antyaliasingową, bo filtr idealny po prostu nie istnieje. Z mojego doświadczenia takie błędy wynikają z mylenia zakresu słyszalności z wymaganiami technicznymi dla sygnału cyfrowego. Branżowe standardy, takie jak CD Audio (44,1 kHz) czy sprzęt studyjny (48 kHz lub więcej), potwierdzają, że trzeba dać przetwornikom i filtrom trochę oddechu powyżej tego teoretycznego minimum, żeby końcowy efekt był zadowalający. Nieprzemyślane obniżenie częstotliwości próbkowania to zawsze kompromis kosztem jakości, no i nie jest akceptowane w profesjonalnych zastosowaniach.