6.3.3. Аналого-цифровое преобразование

Устройство, предназначенное для преобразования непрерывного колебания в последовательность отсчетов, каждый из которых является апроксимацией соответствующего отсчета входного колебания, называется аналого-цифровым преобразователем (АЦП) [19]. Работу АЦП можно представить в виде двухэтапного процесса. На первом этапе

формируется последовательность в которой отсчеты представлены с неограниченной точностью На втором этапе значения каждого отсчета представляются числом, состоящим из конечного числа двоичных разрядов. В реальных АЦП обе операции выполняются совместно. В результате получается выходная последовательность Разность называется шумом квантования или шумом аналого-цифрового преобразования. В зависимости от особенностей апроксимации шум квантования может иметь то или иное амплитудное распределение. Если шаг квантования то ошибка (шумы) квантования в случае округления распределены равновероятно в интервале

при этом дисперсия шумов квантования

При усечении в качестве отсчетов сигнала берется ближайший меньший уровень квантования. Ошибка квантования будет равна нулю при округлении и при усечении при одинаковых дисперсиях. Иногда применяется еще один способ квантования, называемый усечением при представлении отсчетов в прямом коде (с использованием величины и знака). При положительных значениях сигнала этот способ аналогичен усечению. Отрицательные же отсчеты заменяются на ближайший больший уровень квантования. В этом случае среднее значение ошибки квантования будет равно нулю, но дисперсия будет равна

Таким образом, наиболее приемлемым способом квантования оказывается округление, при этом дисперсия шумов квантования

Шумы квантования увеличивают дисперсию шумов приемного тракта, обусловленную тепловыми шумами и шумами космоса. В связи с этим величину дискрета квантования следует выбирать как величину, отнесенную к Например, если шумы приемного тракта увеличатся не более, чем на 1%, при на 8%.