Семплиране срещу квантуване
В цифровата обработка на сигнали и свързаните с нея области вземането на проби и квантуването са два метода, по-скоро стъпки, използвани при дискретизирането на аналогов сигнал при преобразуването му в цифров сигнал. С появата на електрониката и компютрите, почти всички технологични функции са дигитализирани, така че да могат да се обработват от компютри или други цифрови системи. Тези две са ключови идеи за аналогово-цифрово преобразуване.
Какво е вземане на проби?
При обработката на цифров сигнал семплирането е процесът на разделяне на непрекъснат сигнал до дискретен сигнал. Обичайна употреба на процеса е аналоговото към цифрово преобразуване на звуков сигнал. Процесът разделя звуковата вълна на интервали по времевата ос, за да произведе последователност от сигнали. В резултат на това стойностите във времевата ос се преобразуват от непрекъснати в дискретни стойности със съответните величини. Пробният сигнал е известен като импулсно амплитудно модулиран сигнал.
По време на процеса, в рамките на определен интервал от време T, се избира единична максимална амплитуда (проба), която да представя целия интервал. Така че по-скоро имайки непрекъснат сигнал, процесът развива сигнал с единична амплитуда, представляваща целия интервал от време. Все пак големината на амплитудата е непрекъсната. Компонентът на системата, който изпълнява този процес, е известен като семплер.
Въпреки че сега сигналът има дискретни стойности по оста x, сигналът е наполовина непрекъснат и не може да бъде правилно представен цифрово. За да се постигне напълно дискретен сигнал, се извършва втора стъпка на дискретизация.
Какво е квантуване?
При обработката на цифрови сигнали квантуването е процесът на картографиране на по-голям набор от стойности към по-малък набор. Най-добрият пример е закръгляването на числата, за да бъдат управляеми. Помислете за теглото на една партида шоколадови топки. Тежат някъде между 4,99 грама и 5,20 грама. Вместо да ги посочваме поотделно, добре е да кажем, че шоколадовите топки тежат 5,00 грама. За да направите това, теглото на топките трябва да бъде закръглено нагоре или надолу. Същият аргумент се прилага, когато казваме, че обувките са били $15,00, въпреки че етикетът с цената е $14,99.
Прилагайки това към сигнали, частично дискретизираният сигнал вече има една непрекъсната стойност, представляваща всеки интервал от време в модулирания по амплитуда на импулса сигнал. В процеса на квантуване стойностите на амплитудата се закръглят нагоре или надолу до най-близката предварително определена стойност. Резултатът е, че вместо амплитудата на сигналите да имат безкрайно много стойности, те се стесняват до много по-малък набор от стойности. Този тип сигнал е известен като импулсно кодово модулиран сигнал.
Каква е разликата между вземане на проби и квантуване?
• При вземане на проби времевата ос е дискретизирана, докато при квантуване оста y или амплитудата са дискретизирани.
• В процеса на вземане на проби се избира единична амплитудна стойност от времевия интервал, за да го представи, докато при квантуване стойностите, представляващи времевите интервали, се закръглят, за да се създаде краен набор от възможни амплитудни стойности.
• Вземането на проби се извършва преди процеса на квантуване.
