Podręcznik
2. Kwantyzacja skalarna i kodery PCM
2.1. Przetworzenie analogowo-cyfrowe
Aby przesłać sygnał analogowy kanałem cyfrowym, należy zapisać go w strumieniu binarnym, jako ciąg wartości logicznych „0” i „1”. Potocznie nazywa się je bitami, choć niekoniecznie są to bity informacji - była o tym mowa w poprzednim punkcie. My tez będziemy używać tego potocznego określenia. Przetworzenie analogowo-cyfrowe składa się z dwóch procesów: próbkowania i kwantyzacji. O próbkowaniu była mowa w p.4 Modułu 1. Próbkowanie sygnałów o ograniczonym paśmie częstotliwości B [Hz} może być operacją bezstratną, jeśli postępujemy zgodnie z twierdzeniem o próbkowaniu, pobierając nie mniej niż 2B próbek na sekundę.
Kwantyzacja jest obarczona błędem, gdyż próbki sygnału analogowego są liczbami rzeczywistymi, a mając b bitów na zakodowanie każdej próbki, jesteśmy w stanie rozróżnić jedynie wartości. W tym celu wybieramy L wartości zwanych poziomami kwantyzacji i zaokrąglamy wartość próbki do najbliższego poziomu. Proces kwantowania i odtworzenia próbki z wykorzystaniem kwantyzatora 8-poziomowego pokazano na rys.2.
Rysunek 2 Kwantyzacja i odtworzenie próbki sygnału w kwantyzatorze 8-poziomowym (b=3 bity/próbkę)
Każdemu poziomowi kwantyzacji jest przypisane słowo kodowe, w omawianym przykładzie 3-bitowe. Ze względu na fakt, że niektóre poziomy są wybierane częściej, a inne rzadziej, można tu wykorzystać kod o zmiennej długości słowa (patrz punkt 1). W ten sposób łączymy kwantyzację z kompresją sygnału. Trzeba jednak pamiętać, że nie ma sposobu, aby moc sygnału błędu spadła poniżej wartości funkcji RDF (rys.1).