Elaborazione numerica dei segnali/Campionamento e quantizzazione

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Indice del libro

Campionamento[modifica]

Searchtool.svg Per approfondire, vedi Teoria dei segnali/7. Campionamento.

Quantizzazione[modifica]

Digital.signal.svg

Un quantizzatore con risoluzione suddivide l'intervallo di ampiezze in un numero finito intervalli di ampiezza uniforme:

Al centro di ogni intervallo vi è un livello, che è rappresentato da una sequenza di bit.

L'operazione di quantizzazione permette di rappresentare un segnale in forma numerica: ogni campione della sequenza reale campionata viene approssimato al livello associato all'intervallo a cui appartiene:

La caratteristica ingresso/uscita di un quantizzatore è una scalinata a livelli:

Quantizer characteristic.png

Errore di quantizzazione[modifica]

Quantization error block diagram.png

Si definisce errore (o rumore) di quantizzazione la differenza fra un campione reale e la sua versione quantizzata :

Rapporto segnale rumore[modifica]

La qualità del segnale quantizzato è espressa in termini del rapporto segnale rumore :

dove:

  • è la potenza del segnale non ancora quantizzato :
  • è la potenza del rumore di quantizzazione :


Assumendo che la dinamica del quantizzatore sia uguale alla dinamica del segnale (), si ricava che il rapporto segnale rumore si riduce all'aumentare del numero di livelli :


Ogni bit aggiuntivo di risoluzione incrementa di 6 dB il rapporto segnale rumore:


Se invece la dinamica del quantizzatore è sganciata da quella del segnale (), compare un addendo logaritmico: