Выполняем дискретизацию

Давайте попробуем преобразовать аналоговый сигнал в цифровой, взяв в качестве исходного аналогового сигнала один период обычной синусоиды. Для этого нам необходимо выполнить следующие операции:

• дискретизацию во времени, т.е. замену непрерывного аналогового сигнала последовательностью его значений в дискретные моменты (Рис. 1а). Они представляют собой последовательности коротких импульсов, амплитуды которых в выделенные моменты соответствуют мгновенным значениям непрерывного сигнала. Такие импульсы называются выборочными значениями (выборками) или отсчетами. Временной интервал ТД между отсчетами называется интервалом дискретизации (выборки);

Рис. 1а

• квантование по уровню, заключающееся в нахождении для каждого отсчета сигнала ближайшего к нему нижнего разрешенного уровня из используемого набора фиксированных уровней, называемых уровнями квантования (Рис. 1б). Эти уровни разделяют весь диапазон значений отсчетов на конечное число интервалов, называемых шагами квантования. Передавать точно значения отсчетов нет необходимости, поскольку глаз человека обладает конечной разрешающей способностью по яркости. Это позволяет разбить весь диапазон значений отсчетов на конечное число уровней. Если выбрать его достаточно большим, чтобы разность между двумя ближайшими уровнями в итоге не была заметна зрителю, появляется возможность вместо передачи всех значений отсчетов передавать лишь определенное число их дискретных значений;

Рис. 1б

• кодирование (оцифровку), в результате которого номер (код) найденного уровня квантования представляется в виде двоичного числа в параллельной или последовательной форме..

Дискретизация аналогового сигнала, таким образом, может производиться как по времени, так и по значению величины сигнала. «Сняв» значения кодов с вертикальной шкалы на Рис. 1б, мы получим последовательное представление квантованных уровней полученного цифрового сигнала в двоичном коде. Наша исходная плавная синусоида превратилась в такую последовательность чисел: 011, 100, 101, 110, 101, 100, 011, 010, 001, 001, 010, 011.

Все перечисленные операции выполняются обычно в одном устройстве — аналого-цифровом преобразователе, АЦП (англ. ADC — Analogue-to-Digital Converter). Обратное преобразование цифрового сигнала в аналоговый осуществляется цифроаналоговым преобразователем, ЦАП (DAC — Digital-to-Analogue Converter).

Дата добавления: 2015-09-03