их значень. Для цього в діапазоні безперервних значень функції U (t) вибирається кінцеве число дискретних значень цієї функції (дискретних рівнів) і в процесі квантування значення функції U (t) у кожний момент часу замінюється найближчим дискретним значенням. В результаті квантування утворюється ступінчаста функція U. Квантування за рівнем практично може здійснюватися двома способами. При першому способі миттєве значення функції U (t) замінюється найближчим меншим дискретним значенням (рис. 1.29). Відстань між сусідніми дискретними рівнями називається інтервалом (або кроком) квантування A. Розрізняють рівномірне квантування за рівнем, при якому крок квантування A але, коли крок квантування непостійний. На практиці переважно застосовується рівномірний квантування у зв'язку з простотою технічної реалізації.
Внаслідок квантування функції за рівнем з'являються методичні похибки, тому що дійсне миттєве значення функції U (t) замінюється дискретним значенням U ність D квантування (або шумом квантування), має випадковий характер.
При другому способі квантування миттєве значення функції замінюється найближчим меншим або більшим дискретним значенням, тобто округлюється до найближчого цілого значення.
Рис. 1.29 - Квантування безперервного сигналу
Алгоритм квантування з округленням аналогічний алгоритму округлення чисел в комп'ютерах: функція U (t) збільшується на половину кроку квантування 0,5 A квантування з відкиданням дробової частини (рис. 1.30).
Рис. 1.30 - Квантування сигналу з округленням
При другому способі квантування абсолютне значення похибки квантування D амплітуда шуму квантування: D квантування однакова і дорівнює кроку квантування A
.3.3 Вибір величини кроку квантування
Вибір кроку квантування визначається необхідною інформативністю переданих сигналів. Так для передачі по каналу зв'язку інформації про температуру повітря досить вибрати крок квантування Ak=1 ° C для передачі інформації про температуру хворого A=0,1 ° C
Проведення процедури квантування приводить до появи похибки квантування. Ця похибка викликає спотворення переданих сигналів. Абсолютна похибка квантування не перевищує кроку квантування Ak і має розмірність переданого сигналу.
Відносна похибка квантування:
(1.32)
не перевищує величини:
є безрозмірною величиною і вимірюється в «разах».
Наприклад, відносна похибка квантування інформації (повідомлень) про температуру повітря становить:
Відносні величини прийнято виражати в децибелах:
, (1.33)
або Непером:
. (1.34)
При цьому відносна похибка квантування повідомлень про температуру повітря становить:
Величина, зворотна відносної похибки, називається динамічним діапазоном переданих повідомлень:
. (1.35)
Динамічний діапазон також можна виразити в децибелах або Непером:
.
Динамічний діапазон безперервних повідомлень (сигналів) визначається відношенням максимального сигналу до рівня шумів в безперервному сигналі.
<...
