kvantointimeluun

Kvantointimelu, yleisesti tunnettu myös kvantointivirhe, on digitaalisen signaalin muuntamisen aikana syntyvä epätoivottu virhe, joka johtuu jatkuvan analogisen signaalin kvantoinnista digitaalisiksi arvoiksi. Kun analoginen signaali muunnetaan näytteiden muodossa, jokainen näyte rajataan pienempien arvojen joukkoon, jolloin todellinen arvo poikkeaa kvantoidusta arvosta. Tämä virhe e[n] = x[n] − Q[x[n]] määritellään kvantointiongelman tuloksena.

Oletukset ja ominaisuudet: Jos käytössä on lineaarinen, uniformisti kvantisointiaskelein Δ jakautuva kvantointitoiminto, kvantointivirhe voidaan usein mallintaa uniformina lomittuvana satunnaisena muuttujana välillä [−Δ/2, Δ/2]. Tällöin kvantointivirheen teho on σ_e^2 = Δ^2/12, kun signaali ei ole korreloitunut kvantointitasojen kanssa. Δ riippuu kvantointiresoluutiosta: Δ = FSR / 2^N, missä FSR on koko skaala-alue ja N on bittisyvyys.

Suurin osa näkökulmia: Kvantointimelu vaikuttaa signaalin SNR-arvoon. Täysmittaisen siniaaltoarvon tapauksessa SNR ≈ 6.02N + 1.76 dB, jolloin suurempi bittisyys parantaa äänenlaatuineen. Kvantointimelu ei ole ainoastaan ääniä vaan myös viestintä- ja mittausjärjestelmissä, missä se voidaan mallintaa lisäin lisättynä White Noise -häiriönä. Lisäksi kvantointivirhe voi korreloitua signaalin kanssa ja muuttaa spektriä, mikä voi aiheuttaa suurta puhkeavaa vääristymää erityisesti lyhyissä signaaleissa.

Välineet pienentämiseksi: Bittisyydyn lisääminen, suurempi dynaaminen alue, over-samploiminen ja dithering-häiriön lisääminen voivat pienentää in-band-virhettä. Kvantointimelua hallitaan yleisesti laitteistotason suunnittelulla, signaalinkäsittelyllä ja käytettävillä sovelluksilla kuten digitaalinen audiolähtö, mittaukset ja viestintä.