Зміст
Введення
1. Дискретизація і квантування
1.1 Дискретизація
1.2 Квантування (Обробка сигналів)
2. Аналоговий і цифровий сигнал
2.1 Аналоговий сигнал
2.2 Цифровий сигнал
3. Безперервна і дискретна інформація
3.1 Безперервний (аналоговий) спосіб подання інформації
3.2 Цифровий спосіб подання інформації
3.3 Етапи дискретизації
Список використаної літератури
Введення
У першій половині ХХ століття при реєстрації та обробці інформації використовувалися, в основному, вимірювальні прилади та пристрої аналогового типу, працюють у реальному масштабі часу, при цьому навіть для величин, дискретних в силу своєї природи, застосовувалося перетворення дискретних сигналів в аналогову форму. Положення змінилося з поширенням мікропроцесорної техніки та ЕОМ. Цифрова реєстрація та обробка інформації виявилася більш досконалою і точною, більш універсальною, багатофункціональною і гнучкою. Міць і простота цифрової обробки сигналів настільки переважають над аналоговою, що перетворення аналогових по природі сигналів в цифрову форму стало виробничим стандартом.
Під дискретизацією сигналів розуміють перетворення функцій безперервних змінних у функції дискретних змінних, за якими вихідні безперервні функції можуть бути відновлені із заданою точністю. Роль дискретних відліків виконують, як правило, квантовані значення функцій в дискретної шкалою координат. Під квантуванням розуміють перетворення неперервної за значеннями величини у величину з дискретною шкалою значень з кінцевого безлічі дозволених, які називають рівнями квантування. Якщо рівні квантування нумеровані, то результатом перетворення є число, яке може бути виражене у будь-який числовий системі. Округлення з певною розрядністю миттєвих значень неперервної аналогової величини з рівномірним кроком по аргументу є найпростішим випадком дискретизації і квантування сигналів при їх перетворенні в цифрові сигнали.
Як правило, для виробничих задач обробки даних зазвичай потрібно значно менше інформації, ніж її надходить від вимірювальних датчиків у вигляді безперервного аналогового сигналу. При статистичних флуктуації вимірюваних величин і кінцевої похибки засобів вимірювань точність реєстрованої інформація також завжди обмежена певними значеннями. При цьому раціональне виконання дискретизації і квантування вихідних даних дає можливість знизити витрати на зберігання і обробку інформації. Крім того, використання цифрових сигналів дозволяє застосовувати методи кодування інформації з можливістю подальшого виявлення і виправлення помилок при зверненні інформації, а цифрова форма сигналів полегшує уніфікацію операцій перетворення інформації на всіх етапах її обігу.
1. Дискретизація і квантування
В
1.1 Дискретизація
Дискретизація - перетворення безперервної функції в дискретну. Використовується в гібридних обчислювальних системах і цифрових пристроях при імпульсно-кодовою модуляції сигналів у системах передачі даних. При передачі зображення використовують для перетворення безперервного аналогового сигналу в дискретний або дискретно-безперервний сигнал. Зворотний процес називається відновленням. При дискретизації тільки по часу, безперервний аналоговий сигнал замінюється послідовністю відліків, величина яких може бути дорівнює значенню сигналу в даний момент часу. Можливість точного відтворення такого подання залежить від інтервалу часу між отсчетами О”t. Згідно з теоремою Котельникова:
В
де - найбільша частота спектру сигналу.
В
1.2 Квантування (Обробка сигналів)
Квантування (англ. quantization) - в інформатиці розбиття діапазону значень неперервної або дискретної величини на кінцеве число інтервалів. Існує також векторне квантування - розбиття простору можливих значень векторної величини на кінцеве число областей. Квантування часто використовується при обробці сигналів, у тому числі при стисненні звуку і зображень. Найпростішим видом квантування є розподіл цілочисельного значення на натуральне число, зване коефіцієнтом квантування.
В
Рисунок 1 - квантування сигналу
Однорідне (лінійне) квантування - розбиття діапазону значень на відрізки рівної довжини. Його можна представляти як поділ вихідного значення на постійну величину (крок квантування) і взяття цілої частини від приватного:
.
В
Рисунок 2 - Неквантованний сигнал з дискретним часом
Не слід плутати квантування з дискретизацією (і, відповідно, крок квантування з частотою дискретизації). При дискретизації змінюється в часі величина (сигнал) заміряється із заданою частотою (частотою дискретизації), таким чином, дискретизація розбиває сигнал з тимчасової складової (на графіку - по горизонталі). Квантування ж призводить сигнал до заданих значень, тобто...
