Kwantiseringslawaai is een inherent aspect van digitale signaalverwerkingssystemen (DSP) die het resultaat zijn van het benaderen van continue signalen met discrete niveaus tijdens analoge-naar-digitale conversie. Het berekenen van de quantisatielawaaikracht helpt bij het ontwerpen van systemen met optimale prestaties en het begrijpen van de beperkingen die door quantisering worden opgelegd.

Begrijpen van kwantiseringslawaai

Kwantiseringsruis is het verschil tussen het ingangssignaal en de gequantiseerde output. Het wordt over het algemeen gemodelleerd als een additieve geluidsbron met een uniforme verdeling, ervan uitgaande dat de quantisatiefout onafhankelijk is van het ingangssignaal.

Berekenen van de geluidsvermogen van de kwantisering

Het quantisatiegeluidsvermogen kan worden berekend met behulp van de formule:

QNP = Δ2 / 12

waarbij Δ de quantisatiestapgrootte is. De stapgrootte wordt bepaald door het bereik van het ingangssignaal gedeeld door het aantal quantisatieniveaus:

Δ = (Vmax - Vmin) / L

Hier zijn Vmax en Vmin de maximale en minimale ingangsspanningen, en L[ het aantal quantitatieniveaus, dat typisch een vermogen van twee is.

Voorbeeldberekening

Stel dat het ingangssignaal varieert van -1V tot 1V, en er wordt een 8-bits ADC gebruikt. Het aantal niveaus is:

  • L = 28 = 256 niveaus

De stapgrootte is:

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

Het geluidsvermogen van de quantisering is:

QNP ≈ (0,0078)2 / 12 ≈ 5.07 × 10-6 V2