PPS Wejściówka 1.
1. Próbkowanie
Próbkowanie (dyskretyzacja, kwantowanie w czasie) - proces tworzenia sygnału dyskretnego, reprezentującego sygnał ciągły za pomocą ciągu wartości nazywanych próbkami. Zwykle jest jednym z etapów przetwarzania sygnału analogowego na cyfrowy.
2. Twierdzenie o próbkowaniu (Kotielnikowa-Shannona)
Sygnał ciągły posiadający składowe widma tylko o częstotliwości mniejszej lub równej B może zostać wiernie odtworzony z ciągu jego próbek, jeżeli próbki te zostały pobrane z częstotliwością fs nie mniejszą niż 2B.
Czyli częstotliwość próbkowania musi być co najmniej równa fs (Częstotliwość Nyquista), czyli dwa razy większa od częstotliwości granicznej widma.
3. Częstotliwość graniczna widma – najwyższa częstotliwość, jaka występuje wśród składowych widma sygnału.
4. Częstotliwość próbkowania – odwrotność okresu próbkowania, czyli odstępu w czasie między kolejnymi próbkami.
5. Kwantyzacja to proces polegający na przypisaniu wartości analogowych do najbliższych poziomów reprezentacji, co wiąże się z nieuniknioną i nieodwracalną utratą informacji.
W procesie analogowo-cyfrowego przetwarzania sygnału, czyli zamiany analogowego na cyfrowy, kwantyzacja jest najczęściej etapem następującym po próbkowaniu.
Wejściowy sygnał analogowy jest zatem aproksymowany poziomami reprezentacji, a różnica pomiędzy wartością skwantowaną i oryginalną jest nazywana błędem kwantyzacji. Rozmieszczenie i liczba poziomów kwantyzacji oraz rozmieszczenie poziomów decyzyjnych determinują dokładność.
Szum (błąd) kwantyzacji jest konsekwencją skończonej długości słowa przetwornika. Nie jest możliwe idealne odtworzenie sygnału analogowego, ponieważ wartość sygnału musi być zapisana na jednym z dostępnych poziomów reprezentacji. Ich liczba jest uzależniona od długości słowa przetwornika, np. przetwornik ośmiobitowy jest w stanie zapisać wartość sygnału na 256 poziomach.
6. Minimalizacja błędu kwantyzacji - szum kwantyzacji można zmniejszyć poprzez zwiększenie liczby bitów opisujących każdą próbkę. Zwiększenie liczby bitów o jeden powoduje dwukrotne zwiększenie liczby poziomów kwantyzacji i w rezultacie zmniejszenie szumu kwantyzacji o 20 * log (2) = 6,02 dB.
Kopyrajt – orajt! Filip Jarmuszczak 2014
ter18