Izlase pret kvantēšanu
Ciparu signālu apstrādē un saistītajās jomās paraugu ņemšana un kvantēšana ir divas metodes, nevis darbības, ko izmanto analogā signāla diskretizācijai, pārvēršot to ciparu signālā. Līdz ar elektronikas un datoru parādīšanos gandrīz visas tehnoloģiskās funkcijas tiek digitalizētas, lai tās varētu apstrādāt datori vai citas digitālās sistēmas. Šīs divas ir galvenās idejas analogajā pārveidē uz digitālo.
Kas ir izlases ņemšana?
Ciparu signālu apstrādē paraugu ņemšana ir nepārtraukta signāla sadalīšanas process diskrētā signālā. Parasti šis process ir skaņas signāla pārveidošana analogā uz ciparu. Process sadala skaņas vilni intervālos gar laika asi, lai radītu signālu secību. Rezultātā vērtības laika asī tiek pārveidotas no nepārtrauktām uz diskrētām vērtībām ar atbilstošiem lielumiem. Izlases signāls ir pazīstams kā impulsa amplitūdas modulētais signāls.
Procesa laikā noteiktā laika intervālā T tiek izvēlēta viena maksimālā amplitūda (paraugs), lai attēlotu visu intervālu. Tātad, ja ir nepārtraukts signāls, process attīsta signālu ar vienu amplitūdu, kas atspoguļo visu laika intervālu. Tomēr joprojām amplitūdas lielums ir nepārtraukts. Sistēmas komponents, kas izpilda šo procesu, ir pazīstams kā paraugs.
Lai gan signālam tagad ir diskrētas vērtības x asī, signāls ir daļēji nepārtraukts un to nevar pareizi attēlot digitāli. Lai iegūtu pilnīgi diskrētu signālu, tiek veikts otrais diskretizācijas solis.
Kas ir kvantēšana?
Ciparu signālu apstrādē kvantēšana ir process, kurā lielāka vērtību kopa tiek kartēta uz mazāku kopu. Labākais piemērs ir skaitļu noapaļošana, lai padarītu tos pārvaldāmus. Apsveriet šokolādes bumbiņu partijas svaru. Viņi sver kaut kur no 4,99 gramiem līdz 5,20 gramiem. Tā vietā, lai tās norādītu atsevišķi, tas ir labs attēlojums, ja mēs sakām, ka šokolādes bumbiņas sver 5,00 gramus. Lai to izdarītu, bumbiņu svars ir jānoapaļo uz augšu vai uz leju. Tas pats arguments ir spēkā, sakot, ka apavi maksāja 15,00 ASV dolārus, lai gan cena bija 14,99 ASV dolāri.
Piemērojot to signāliem, daļēji diskretizētajam signālam jau ir viena nepārtraukta vērtība, kas atspoguļo katru impulsa amplitūdas modulētā signāla laika intervālu. Kvantēšanas procesā amplitūdas vērtības tiek noapaļotas uz augšu vai uz leju līdz tuvākajai iepriekš noteiktajai vērtībai. Rezultāts ir tāds, ka tā vietā, lai signālu amplitūda ir bezgalīgi daudz vērtību, tie tiek sašaurināti līdz daudz mazākam vērtību kopumam. Šis signāla veids ir pazīstams kā impulsa koda modulētais signāls.
Kāda ir atšķirība starp paraugu ņemšanu un kvantēšanu?
• Izlases laikā laika ass tiek diskretizēta, savukārt kvantēšanā y ass vai amplitūda ir diskretizēta.
• Iztveršanas procesā no laika intervāla tiek atlasīta viena amplitūdas vērtība, lai to attēlotu, savukārt kvantēšanā laika intervālus attēlojošās vērtības tiek noapaļotas, lai izveidotu galīgu iespējamo amplitūdas vērtību kopu.
• Paraugu ņemšana tiek veikta pirms kvantēšanas procesa.
