31. Квантование по уровню
При квантовании по уровню непрерывное множество значений функции х (t) заменяется множеством дискретных значений. Для этого в диапазоне непрерывных значений функции х (t) выбирается конечное число дискретных значений этой функции (дискретных уровней) и в процессе квантования значение функции x(t) в каждый момент времени заменяется ближайшим дискретным значением. В результате квантования образуется ступенчатая функция xД(t).
Квантование по уровню практически может осуществляться двумя способами. При первом способе мгновенное значение функции x(t) заменяется меньшим дискретным значением (рис. 3.22, а).
При втором способе квантования мгновенное значение функций заменяется ближайшим меньшим или большим дискретным значением в зависимости от того, какое из этих значений ближе к мгновенному значению функции. В этом случае переход ступенчатой функции с одной ступени на другую происходит в те моменты, когда первоначальная непрерывная функция x(t) пересекает середину между соответствующими соседними дискретными уровнями (рис. 3.22, б).
Расстояние между соседними дискретными уровнями называется интервалом или шагом квантования дх.
Различают равномерное квантование по уровню, при котором шаг квантования постоянен, и неравномерное квантование по уровню, когда шаг квантования непостоянен. На практике преимущественное применение получило равномерное квантование в связи с простотой технической реализации.
Вследствие
квантования функций по уровню появляются
методические погрешности, т.к.
действительное мгновенное значение
функции заменяется дискретным значением.
Эта погрешность, которая получила
название погрешности квантования по
уровню (или шума квантования), имеет
случайный характер. Абсолютное ее
значение в каждый момент времени
определяется разностью между квантованным
значением xД(t)
и
действительным мгновенным значением
x(t)
функции
32. Тепловой, дробовый и фликкер шумы
Различают два основных вида шума: тепловой и дробовыи. Тепловой шум связан со случайным тепловым движением электронов в любом проводнике при температуре, превышающей абсолютный нуль. Причиной дровового шума являются статистические колебания числа электронов тока, текущего через электровакуумный или полупроводниковый прибор. Оценивая шумы количественно, обычно измеряют квадраты шумовых напряжений или токов. Эта величина характеризует мощность шума в предположении, что сопротивление нагрузки равно 1 Ом.
Средний квадрат напряжения теплового шума U2T, возникающего на зажимах разомкнутой цепи, зависит от сопротивления этой цепи R и определяется
U2T = 4kTΔfR, где k = 1,38 • 10-23 Вт*с/град постоянная Больцмана; Т — абсолютная температура сопротивления R; Δf — полоса частот.
Заметим, что спектральная плотность мощности шума постоянна и равна 4kTR во всем диапазоне частот.
Дробовыи шум возникает в результате случайных изменений числа носителей. образуюищх электрический ток. Так, при постоянстве среднего значения тока, текущего через электровакуумный прибор в отсутствие сигнала, число электронов, достигающих анода в равные промежутки времени, не остается постоянным. Аналогично число дырок, проникающих в базу из эмиттера, подвержено статистическим изменениям.