Kvantisointisignaalikohinasuhde

Kvantisointisignaalikohinasuhde on mittaus, joka kuvaa kvantisointikohinan voimakkuuden suhteessa haluttuun signaalin voimakkuuteen. Sitä käytetään arvioimaan kvantti- zointiprosessin vaikutusta signaalin laatuun ja se esitetään usein desibeleinä (dB) oman kohinasuhteen, QNSR:n tai SNR_q:n nimellä.

Ideaalissa tapauksessa, kun käytössä on uniformi kvantointi n bitin tarkkuudella ja sisään tuleva signaali kattava täysi-asteisen skaalan, kvantisointikohinan SNR on noin 6.02n + 1.76 dB. Tämä peruslaki kuvaa sitä, miten lisäyksiköiden määrä grani upottaa kohinaa ja parantaa signaalin laatua.

Peruslaskukaavat: kvantisointikohinan tehon Pq = Δ^2 / 12, missä Δ on kvantointiaskeleen leveys. Δ = V_FS / 2^n, kun V_FS on täysiasteisen signaalin jännitetaso. Halutyypillisen signaalin teho P_signal täysi-asteisella siniaaltoajolla on V_FS^2 / 8. Tällä perusteella SNR = P_signal / Pq ≈ 6.02n + 1.76 dB.

Käytännössä kvantisointikohina ei aina käyttäydy täydellisesti ideaalilla rivillä. Signaalin jakautuma, epälineaarisuudet, ja ditherin käyttö vaikuttavat SNR:n arvoon. Oversampling ja kohinanmuokkaukset voivat parantaa tietyillä taajuusalueilla havaittavaa laatua, erityisesti äänentoistossa ja digitaalissa signaalin käsittelyssä.

Kvantisointisignaalikohinasuhteella on keskeinen rooli analogis- digitaalisessa muunnoksessa, signaalinkäsittelyssä ja kommunikaatiossa, sillä se määrittelee, kuinka paljon kvantointivikavirhe rajoittaa lopullista signaalia.