http://ja.wikipedia.org/wiki/MP3 の仕様の項をごらんください。入力サンプリング精度は16bitになっています。MP3ファイルのフォーマットを確認するものとして mp3infp や 真空波動研Liteというプログラムがありますので、そちらを利用されてはいかがでしょうか。