Kvantiseringsbuller är en inneboende aspekt av digitala signalbehandlingssystem (DSP). Det resulterar från att approximera kontinuerliga signaler med diskreta nivåer under analog-till-digital omvandling. Beräkning av kvantiseringsbullerkraften hjälper till att utforma system med optimal prestanda och förståelse för de begränsningar som åläggs av kvantisering.
Förstå kvantiseringsbuller
Kvantiseringsbuller är skillnaden mellan ingångssignalen och dess kvantiserade utgång. Det är i allmänhet modelleras som en additiv ljudkälla med en enhetlig distribution, förutsatt att kvantiseringsfel är oberoende av ingångssignalen.
Beräkning av kvantiseringsbullerkraft
Kvantiseringsbruskraften kan beräknas med hjälp av formeln:
]QNP = Δ2/12[]]
där Δ[]] är kvantiseringsstegets storlek. Stegstorleken bestäms av intervallet av ingångssignalen dividerat med antalet kvantiseringsnivåer:
Δ = (V[]]]] []] - V[]]]]min[]]]]]) / L]]
][[]][[][]]]] och ]]]]]]]]]]] är de högsta och minsta ingångsspänningarna, och ]]]]] är antalet kvantiseringsnivåer, som vanligtvis är en effekt på två.
Exempel Beräkning
Anta ingångssignalen varierar från -1V till 1V, och en 8-bitars ADC används. Antalet nivåer är:
- L = 2 ][] = 256 nivåer
Stegstorleken är:
Δ = (1-1)) / 256 = 2/256 ≈ 0,0078V[]]
Kvantiseringsljudkraften är:
]QNP ≈ (0.0078)2/12 ≈ 5.07 × 10 ]-6 ]] V2]]