Курс лекций. - Микропроцессоры
Квантование аналогового сигнала по времени - часть 2
Есть много устройств, где после первоначального аналого-цифрового преобразования сигнал остается в цифровом формате. Кроме того существуют устройства в которых сигнальный процессор предназначен исключительно для формирования сигнала, подаваемого на ЦАП такие как CD-проигрыватели. Если в устройстве используется ЦАП, то на его выходе для подавления нежелательных составляющих выходного спектра необходимо применять формирующий фильтр (anti-imaging filter).
В реальных процессах аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразования есть два ключевых этапа: дискретизация (квантование по времени) и квантование по амплитуде, которые определяют разрешающую способность данных операций. Понимание этих моментов является основополагающим фактором в оценке приложений ЦОС.
Квантование аналогового сигнала по времени
Концепции квантования по времени и амплитуде аналогового сигнала показаны на рисунке 1. Дискретизация непрерывных аналоговых данных должна осуществляться с интервалом времени ts=1/fs, который должен быть тщательно выбран для гарантированно точного представления первоначального аналогового сигнала. Ясно, что чем больше будет взято отсчетов на интервале времени (больше частота дискретизации), тем более точным будет представление сигнала в цифровом виде, а при уменьшении количества отсчетов (уменьшении частоты дискретизации) может быть достигнута точка, где сигнал может быть потерян. Это следует из известного критерия Найквиста, показанного на рисунке 2.
КРИТЕРИЙ НАЙКВИСТА
- Частота дискретизации fs сигнала с шириной полосы fa должна удовлетворять условию fs > 2fa, в противном случае информация о сигнале будет потеряна
- Эффект наложения спектров возникает, когда fs < 2fa
- Эффект наложения спектров широко используются в таких задачах, как прямое преобразование ПЧ в цифровую форму
Рисунок 2 Критерии Найквиста.
Проще говоря, критерий Найквиста требует, чтобы частота дискретизации была по крайней мере вдвое больше полосы сигнала, в противном случае информация о сигнале будет потеряна.
