Campionamento vs quantizzazione
Nell'elaborazione del segnale digitale e nei campi correlati, il campionamento e la quantizzazione sono due metodi, piuttosto che passaggi, utilizzati nella discretizzazione di un segnale analogico per convertirlo in un segnale digitale. Con l'avvento dell'elettronica e dei computer, quasi tutte le funzioni tecnologiche vengono digitalizzate in modo che possano essere gestite da computer o altri sistemi digitali. Queste due sono idee chiave nella conversione da analogico a digitale.
Cos'è il campionamento?
Nell'elaborazione del segnale digitale, il campionamento è il processo di scomposizione di un segnale continuo in un segnale discreto. Un uso comune del processo è la conversione da analogico a digitale di un segnale sonoro. Il processo suddivide l'onda sonora in intervalli lungo l'asse del tempo per produrre una sequenza di segnali. Di conseguenza, i valori nell'asse del tempo vengono convertiti da valori continui a valori discreti con grandezze corrispondenti. Il segnale campionato è noto come segnale modulato in ampiezza di impulso.
Durante il processo, entro un intervallo di tempo T definito, viene selezionata un'unica ampiezza massima (un campione) per rappresentare l'intero intervallo. Quindi, piuttosto che avere un segnale continuo, il processo sviluppa un segnale con un'unica ampiezza che rappresenta l'intero intervallo di tempo. Tuttavia, l'ampiezza dell'ampiezza è ancora continua. Il componente del sistema che esegue questo processo è noto come campionatore.
Anche se ora il segnale ha valori discreti nell'asse x, il segnale è semi continuo e non può essere rappresentato correttamente digitalmente. Per ottenere un segnale completamente discreto, viene eseguita una seconda fase di discretizzazione.
Cos'è la quantizzazione?
Nell'elaborazione del segnale digitale, la quantizzazione è il processo di mappatura di un insieme più ampio di valori su un insieme più piccolo. L'esempio migliore è arrotondare i numeri per renderli gestibili. Considera il peso di un lotto di palline di cioccolato. Pesano da qualche parte tra 4,99 grammi e 5,20 grammi. Piuttosto che indicarle singolarmente è una buona rappresentazione se diciamo che le palline di cioccolato pesano 5,00 grammi. Per fare ciò, il peso delle palline deve essere arrotondato per eccesso o per difetto. Lo stesso argomento vale quando si dice che le scarpe costavano $ 15,00, anche se il prezzo era di $ 14,99.
Applicando questo ai segnali, il segnale parzialmente discretizzato ha già un unico valore continuo che rappresenta ogni intervallo di tempo nel segnale modulato in ampiezza dell'impulso. Nel processo di quantizzazione, i valori di ampiezza vengono arrotondati per eccesso o per difetto al valore predeterminato più vicino. Il risultato è che, invece dell'ampiezza dei segnali che hanno infiniti valori, vengono ridotti a un insieme di valori molto più piccolo. Questo tipo di segnale è noto come segnale modulato a codice impulso.
Qual è la differenza tra campionamento e quantizzazione?
• Nel campionamento, l'asse del tempo viene discretizzato mentre, nella quantizzazione, viene discretizzato l'asse y o l'ampiezza.
• Nel processo di campionamento, un singolo valore di ampiezza viene selezionato dall'intervallo di tempo per rappresentarlo mentre, nella quantizzazione, i valori che rappresentano gli intervalli di tempo vengono arrotondati, per creare un insieme finito di possibili valori di ampiezza.
• Il campionamento viene eseguito prima del processo di quantizzazione.
