量化和編碼
發布時間:2013/10/20 12:50:27 訪問次數:6111
采樣保持得到的脈沖信號在時間上是離散的,FQPF6N60C但還不是數字信號,數字信號在數值上也必須是離散的,因此必須對其進行量化。所謂量化,就是把采樣電壓轉換為以某個最小單位電壓△的整數倍的過程。分成的等級叫做量化級,△稱為量化單位。量化后的結果稱為量化電平,將量化后的量化電平用二進制代碼來表示,這一過程稱為編碼。
量化的方法,一般有舍尾取整法和四舍五入法兩種。舍尾取整的處理方法是:如果輸入電壓V在兩個相鄰的量化值之間時,取Vi的量化值為(n-l)A。四舍五入的處理方法是:當v.的尾數不足△/2時,舍去尾數;當v.的尾數大于或等于△/2時.則其量化單位在原數上加一個△。
不管是那一種量化方法,不可避免的都會引入量化誤差,舍尾取整法的最大量化誤差為△,而四舍五入法的最大量化誤差為△/2,由于后者量化誤差小,為大多數ADC所采用。
例如,要想把變化范圍在0~7V之間的模擬信號電壓轉換成數字信號時,若采用3位二進制編碼時,由于3位二進制代碼只能表示23 =8個數值,因而必須將模擬電壓按變化范圍分成8個等級,如圖9.2.7所示。每個等級規定為一個基準值,例如0~0.5V為一個等級,以1V為基準值,用二進制代碼000表示;6.5~7V也是一個等級,以7V為基準值,用二進制代碼111表示;其他各等級分別以該級的中間值為基準,凡屬于某一等級范圍內的模擬電壓值,均取整用該等級的基準值表示。如3. 3V,它在2.5~3.5V等級之間,就用該等級的基準值3V來表示,它的二進制制代碼為011。顯然,相鄰兩等級之間的差值A=lV,而各等級基準值則為△的整數倍。模擬信號經過上述處理后,轉換成以△為單位的數字量了。
按上述等級劃分方法實際就是舍尾取整法,其最大量化誤差為△/2。顯然,在整個輸入模擬信號變化范圍內,量化等級分得越多,量化誤差就越小,但是,用來表示量化電平的二進制代碼的位數也就越多,對應的轉換電路就越復雜。究竟需要多少量化等級,應根據轉換精度要求而定。
采樣保持得到的脈沖信號在時間上是離散的,FQPF6N60C但還不是數字信號,數字信號在數值上也必須是離散的,因此必須對其進行量化。所謂量化,就是把采樣電壓轉換為以某個最小單位電壓△的整數倍的過程。分成的等級叫做量化級,△稱為量化單位。量化后的結果稱為量化電平,將量化后的量化電平用二進制代碼來表示,這一過程稱為編碼。
量化的方法,一般有舍尾取整法和四舍五入法兩種。舍尾取整的處理方法是:如果輸入電壓V在兩個相鄰的量化值之間時,取Vi的量化值為(n-l)A。四舍五入的處理方法是:當v.的尾數不足△/2時,舍去尾數;當v.的尾數大于或等于△/2時.則其量化單位在原數上加一個△。
不管是那一種量化方法,不可避免的都會引入量化誤差,舍尾取整法的最大量化誤差為△,而四舍五入法的最大量化誤差為△/2,由于后者量化誤差小,為大多數ADC所采用。
例如,要想把變化范圍在0~7V之間的模擬信號電壓轉換成數字信號時,若采用3位二進制編碼時,由于3位二進制代碼只能表示23 =8個數值,因而必須將模擬電壓按變化范圍分成8個等級,如圖9.2.7所示。每個等級規定為一個基準值,例如0~0.5V為一個等級,以1V為基準值,用二進制代碼000表示;6.5~7V也是一個等級,以7V為基準值,用二進制代碼111表示;其他各等級分別以該級的中間值為基準,凡屬于某一等級范圍內的模擬電壓值,均取整用該等級的基準值表示。如3. 3V,它在2.5~3.5V等級之間,就用該等級的基準值3V來表示,它的二進制制代碼為011。顯然,相鄰兩等級之間的差值A=lV,而各等級基準值則為△的整數倍。模擬信號經過上述處理后,轉換成以△為單位的數字量了。
按上述等級劃分方法實際就是舍尾取整法,其最大量化誤差為△/2。顯然,在整個輸入模擬信號變化范圍內,量化等級分得越多,量化誤差就越小,但是,用來表示量化電平的二進制代碼的位數也就越多,對應的轉換電路就越復雜。究竟需要多少量化等級,應根據轉換精度要求而定。
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