Kvantitalisaatiomelu on digitaalisen signaalinkäsittelyjärjestelmän (DSP) olennainen osa. Se johtuu siitä, että jatkuva signaalien ja erillisten tasojen lähentäminen analogisista digitaalisiin muunnoksiin tapahtuu. Kvantitalisaation melutehon laskeminen auttaa suunnittelemaan järjestelmiä, joissa on optimaalinen suorituskyky ja kvantitalisaation asettamien rajoitusten ymmärtäminen.

Kvantitaation ymmärtäminen

Kvantitalisaatiomelu on tulosignaalin ja sen kvantitoidun ulostulon välinen ero. Se on yleensä mallinnettu additiiviseksi melulähteeksi, jonka jakautuminen on tasainen, olettaen, että kvantitalisaatiovirhe on riippumaton tulosignaalista.

Lasketaan kvantitaation meluteho

Kvantitalisaation meluteho voidaan laskea kaavalla:

]QNP = Δ2 / 12

jossa Δ[ on kvantitaation askelkoko. Askelkoko määräytyy tulosignaalin vaihteluvälin mukaan jaettuna kvantitaation tasoilla:

]Δ = (Vmax - Vmin]) / L

Tässä Vmax[[] ja ]V[]min[[][[]] ovat maksimi- ja vähimmäislähtöjännitteet ja [L[[] on määrällisten tasojen lukumäärä, joka on tyypillisesti kahden tehon määrä.

Esimerkkilaskenta

Oletetaan, että tulosignaali vaihtelee -1V:stä 1V:hen ja käytetään 8-bittistä ADC:tä. Tasojen määrä on:

  • L = 28 = 256 tasoa

Askelkoko on:

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

Kvantitalisaation meluteho on:

QNP ...[0.0078)2 / 12 ... 5.07 × 10[-6 V2