Różnica między próbkowaniem a kwantyzacją

Próbkowanie a kwantyzacja

W cyfrowym przetwarzaniu sygnału i powiązanych polach próbkowanie i kwantyzacja to dwie metody, a raczej etapy, stosowane w dyskretyzacji sygnału analogowego przy konwersji na sygnał cyfrowy. Wraz z pojawieniem się elektroniki i komputerów prawie wszystkie funkcje technologiczne zostały zdigitalizowane, aby mogły być obsługiwane przez komputery lub inne systemy cyfrowe. Te dwa są kluczowymi pomysłami w konwersji analogowo-cyfrowej.

Co to jest pobieranie próbek?

W cyfrowym przetwarzaniu sygnału próbkowanie jest procesem rozbijania sygnału ciągłego na sygnał dyskretny. Powszechnym zastosowaniem tego procesu jest konwersja sygnału dźwiękowego na analogową i cyfrową. Proces rozbija falę dźwiękową na interwały wzdłuż osi czasu w celu wytworzenia sekwencji sygnałów. W rezultacie wartości na osi czasu są przekształcane z ciągłego na dyskretne o odpowiednich wielkościach. Próbkowany sygnał jest znany jako sygnał modulowany amplitudą impulsu.

Podczas procesu, w określonym przedziale czasu T, wybrana jest pojedyncza maksymalna amplituda (próbka), która reprezentuje cały przedział. Tak więc, mając ciągły sygnał, proces wytwarza sygnał o pojedynczej amplitudzie reprezentujący cały przedział czasu. Jednak nadal amplituda jest ciągła. Element systemu, który wykonuje ten proces, jest znany jako próbnik.

Mimo że sygnał ma teraz dyskretne wartości na osi x, sygnał jest w połowie ciągły i nie można go poprawnie przedstawić cyfrowo. Aby uzyskać całkowicie dyskretny sygnał, przeprowadzany jest drugi etap dyskretyzacji.

Co to jest kwantyzacja?

W cyfrowym przetwarzaniu sygnału kwantyzacja jest procesem odwzorowywania większego zestawu wartości na mniejszy zestaw. Najlepszym przykładem jest zaokrąglanie liczb, aby umożliwić zarządzanie nimi. Rozważ wagę partii czekoladowych kulek. Ważą od 4,99 do 5,20 gramów. Zamiast podawać je indywidualnie, dobrym przykładem jest powiedzenie, że czekoladowe kulki ważą 5,00 gramów. Aby to zrobić, ciężar kulek należy zaokrąglić w górę lub w dół. Ten sam argument ma zastosowanie, gdy mówiono, że buty miały 15,00 USD, mimo że cena wynosiła 14,99 USD.

Stosując to do sygnałów, częściowo zdyskretyzowany sygnał ma już jedną ciągłą wartość reprezentującą każdy przedział czasu w sygnale modulowanym amplitudą impulsu. W procesie kwantyzacji wartości amplitud są zaokrąglane w górę lub w dół do najbliższej z góry określonej wartości. Powoduje to, że zamiast amplitudy sygnałów mających nieskończenie wiele wartości, są one zawężane do znacznie mniejszego zestawu wartości. Ten typ sygnału jest znany jako sygnał modulowany kodem pulsu.

Jaka jest różnica między próbkowaniem a kwantyzacją?

• Podczas próbkowania oś czasu jest dyskretyzowana, podczas gdy w kwantyzacji oś y lub amplituda są dyskretyzowane.

• W procesie próbkowania pojedyncza wartość amplitudy jest wybierana z przedziału czasowego, który ją reprezentuje, podczas kwantyzacji wartości reprezentujące przedziały czasowe są zaokrąglane, aby utworzyć skończony zestaw możliwych wartości amplitudy.

• Pobieranie próbek odbywa się przed procesem kwantyzacji.