El ruido de cuantificación es un aspecto inherente de los sistemas de procesamiento de señales digitales (DSP). Resulta de señales continuas aproximadas con niveles discretos durante la conversión analógica a digital. Calcular la potencia de ruido de cuantificación ayuda a diseñar sistemas con un rendimiento óptimo y entender las limitaciones impuestas por la cuantificación.

Comprensión de la cuantificación

El ruido de cuantificación es la diferencia entre la señal de entrada y su salida cuantitativa. Generalmente se modela como una fuente de ruido aditivo con una distribución uniforme, asumiendo que el error de cuantificación es independiente de la señal de entrada.

Calculando la potencia de ruido de la cuantización

La potencia de ruido de cuantización se puede calcular utilizando la fórmula:

QNP = Δ2 / 12

donde Δ es el tamaño de la etapa de cuantificación. El tamaño de paso se determina por el rango de la señal de entrada dividida por el número de niveles de cuantificación:

Δ = (V]max - V]min) / L

Aquí, Vmax ] y Vmin son los voltajes máximos y mínimos de entrada, y L] es el número de dos niveles de potencia típicamente de cuantificación.

Cálculo de ejemplo

Supongamos que la señal de entrada va desde -1V a 1V, y se utiliza un ADC de 8 bits. El número de niveles es:

  • L = 28 = 256 niveles

El tamaño del paso es:

Δ = (1 - (-1)) / 256 = 2 / 256 ♥ 0,0078V

El poder de ruido de cuarentena es:

QNP ♥ (0.0078)2 / 12 ♥ 5.07 × 10]6 V2