Zgodnie z zasadą Kotielnikowa-Shannona częstotliwość próbkowania powinna wynosić

Twierdzenie Kotielnikowa-Shannona, znane również jako twierdzenie o próbkowaniu, jest fundamentalne w teorii informacji i telekomunikacji. Stwierdza ono, że aby uniknąć zniekształceń i zachować pełną informację w sygnale analogowym, częstotliwość próbkowania musi wynosić co najmniej dwa razy więcej niż najwyższa częstotliwość składowa sygnału. W praktyce oznacza to, że dla sygnałów audio, które mają pasmo przenoszenia do 20 kHz, częstotliwość próbkowania powinna wynosić co najmniej 40 kHz, co jest standardem w jakości CD. Przykłady zastosowania tego twierdzenia obejmują konwersję sygnałów audio w systemach nagrywania oraz transmisji cyfrowej, gdzie zrozumienie tej zasady jest kluczowe dla zapewnienia wierności dźwięku i uniknięcia aliasingu, czyli zjawiska, które prowadzi do zniekształceń i utraty jakości. W praktyce, wiele nowoczesnych systemów audio stosuje wyższe częstotliwości próbkowania, na przykład 96 kHz lub 192 kHz, aby zapewnić jeszcze lepszą jakość dźwięku i większą elastyczność w obróbce sygnału.