采样与量化
在数字信号处理及相关领域中,采样和量化是将模拟信号离散化为数字信号的两种方法,而不是步骤。随着电子和计算机的出现,几乎所有的技术功能都被数字化了,因此它们可以由计算机或其他数字系统来处理。这两个是模数转换的关键思想。
什么是抽样?
在数字信号处理中,采样是将连续信号分解为离散信号的过程。该过程的一个常见用法是声音信号的模数转换。这个过程将声波沿时间轴分成若干段,产生一系列信号。结果,时间轴上的值从连续值转换为具有相应幅值的离散值。采样信号被称为脉冲幅度调制信号。
在这个过程中,在规定的时间间隔T内,选择单个最大振幅(一个样本)来代表整个间隔。因此,与连续信号不同的是,这个过程产生了一个代表整个时间间隔的单振幅信号。然而,振幅的大小仍然是连续的。执行此过程的系统组件称为采样器。
即使现在信号在x轴上有离散值,信号也是半连续的,不能正确地用数字表示。为了获得完全离散的信号,进行第二步离散化。
什么是量子化?
在数字信号处理中,量化是将一组较大的值映射到一组较小的值的过程。最好的例子是将数字四舍五入以便于管理。想想一批巧克力球的重量。它们的重量在4.99克到5.20克之间。如果我们说巧克力球重5.00克,这是一个很好的代表,而不是单独说明它们。为此,球的重量必须向上或向下取整。同样的论点也适用于说鞋子是15美元,尽管标价是14.99美元。
将此应用于信号,部分离散化的信号已经具有表示脉冲幅度调制信号中的每个时间间隔的单个连续值。在量化处理中,振幅值被上舍入或向下舍入到最近的预定值。结果是,信号的振幅不是有无穷多个值,而是缩小到更小的一组值。这种信号被称为脉冲编码调制信号。
采样和量化有什么区别?
•采样时,时间轴离散化,而量化时,y轴或振幅离散化。
•在采样过程中,从时间间隔中选择单个振幅值来表示它,而在量化中,表示时间间隔的值被舍入,以创建一组有限的可能振幅值。