Uzorkovanje nasuprot kvantizaciji
U digitalnoj obradi signala i srodnim poljima, uzorkovanje i kvantizacija su dvije metode, bolje rečeno koraci, koji se koriste u diskretizaciji analognog signala u njegovom pretvaranju u digitalni signal. S pojavom elektronike i računala, gotovo sve tehnološke funkcije su digitalizirane kako bi njima mogli upravljati računala ili drugi digitalni sustavi. Ove dvije su ključne ideje u analogno digitalnoj pretvorbi.
Što je uzorkovanje?
U digitalnoj obradi signala, uzorkovanje je proces razdvajanja kontinuiranog signala na diskretni signal. Uobičajena uporaba procesa je analogno-digitalna pretvorba zvučnog signala. Proces razbija zvučni val u intervale duž vremenske osi kako bi proizveo niz signala. Kao rezultat toga, vrijednosti na vremenskoj osi pretvaraju se iz kontinuiranih u diskretne vrijednosti s odgovarajućim veličinama. Uzorkovani signal poznat je kao pulsno amplitudno modulirani signal.
Tijekom procesa, unutar definiranog vremenskog intervala T, odabrana je jedna najveća amplituda (uzorak) koja predstavlja cijeli interval. Dakle, umjesto kontinuiranog signala, proces razvija signal s jednom amplitudom koja predstavlja cijeli vremenski interval. Međutim, i dalje je veličina amplitude kontinuirana. Komponenta sustava koja izvršava ovaj proces poznata je kao uzorkivač.
Iako signal sada ima diskretne vrijednosti u x osi, signal je polukontinuiran i ne može se ispravno digitalno prikazati. Kako bi se postigao potpuno diskretan signal, provodi se drugi korak diskretizacije.
Što je kvantizacija?
U digitalnoj obradi signala, kvantizacija je proces preslikavanja većeg skupa vrijednosti u manji skup. Najbolji primjer je zaokruživanje brojeva kako bi se njima moglo upravljati. Uzmite u obzir težinu serije čokoladnih kuglica. Teški su negdje između 4,99 grama i 5,20 grama. Umjesto da ih navodimo pojedinačno, dobar je prikaz ako kažemo da čokoladne kuglice teže 5,00 grama. Da biste to učinili, težinu kuglica morate zaokružiti prema gore ili prema dolje. Isti se argument primjenjuje kada se kaže da su cipele bile 15,00 USD, iako je cijena bila 14,99 USD.
Primjenjujući ovo na signale, djelomično diskretizirani signal već ima jednu kontinuiranu vrijednost koja predstavlja svaki vremenski interval u signalu moduliranom amplitudom impulsa. U procesu kvantizacije, vrijednosti amplitude se zaokružuju naviše ili naniže na najbližu unaprijed određenu vrijednost. Rezultat je da, umjesto da amplituda signala ima beskonačno mnogo vrijednosti, oni su suženi na mnogo manji skup vrijednosti. Ova vrsta signala poznata je kao modulirani signal pulsnog koda.
Koja je razlika između uzorkovanja i kvantizacije?
• U uzorkovanju je vremenska os diskretizirana dok je u kvantizaciji y os ili amplituda diskretizirana.
• U procesu uzorkovanja, jedna vrijednost amplitude odabire se iz vremenskog intervala da ga predstavlja, dok se u kvantizaciji vrijednosti koje predstavljaju vremenske intervale zaokružuju, kako bi se stvorio konačan skup mogućih vrijednosti amplitude.
• Uzorkovanje se vrši prije procesa kvantizacije.
