Státnice z elektroniky

<< předchozí     následující >>

Kapitola 16
Diskretizace, kvantování

16.1  Diskretizace v čase

Nejčastěji interpretujeme výstupní posloupnost čísel z AD převodníku jako velikosti vstupního signálu v určitých okamžicích (většinou s konstantním rozestupem). Otázkou je, zda výstupní analogový signál, převedený AD převodníkem na číselnou posloupnost, neztrácí příliš mnoho ze svého informačního obsahu. Dostatečně rychlým vzorkováním lze dosáhnout toho, že vzorkovaný signál neztrácí vůči vstupnímu žádnou informaci.

Sahannon-Kotělnikův teorém

fv ≥ 2 fmax,
kde fv je vzorkovací frekvence a fmax je frekvence nejvyšší obsažené přenášené harmonické.

16.2  Kvantování v amplitudě

Kvantizátor převádí analogový signál na kvantovaný (na výstupu diskrétní počet hodnot). Je několik možností, jak „upravit“ signál na potřebné množství úrovní: zaokrouhlovat, oseknout shora, oseknout zdola (nejbližší vyšší úroveň). Výstup z kvantizátoru se skládá ze vstupní hodnoty a chyby, která vznikla kvantováním. Označíme-li si kvantizační krok při kvantování v amplitudě symbolem q, je maximální hodnota chyby ε při zaokrouhlování ε = < −q/2; q/2). Je-li kvantizační krok q dostatečně malý vůči rozsahu vstupních hodnot analogové veličiny, potom může kterákoliv velikost chyby z intervalu nastat se stejnou hustotou pravděpodobnosti.

Snižováním q lze omezovat vliv chyb, způsobených AD převodem, na signál. Pro převodníky převádějící na n-bitová čísla signál o vstupním rozsahu U je q = 2–nU, vliv kvantování v amplitudě lze tedy úspěšně omezovat zvyšováním počtu bitů n.

16.3  Podmínky uchování informace

16.4  Převodníky a jejich charakteristiky