kvantointivälin

Kvantointiväli eli kvantointialue (Δ) on kvantointiprosessin pienin ero kahden peräkkäisen kvantointitasojen välillä. Se määrittää, kuinka tarkasti jatkuva signaali voidaan muuntaa diskreetiksi arvojoukosta. Kvantointiväli on keskeinen parametri analogisessa–digitalisessa muunnoksessa ja siihen liittyvässä kvantointivirheessä sekä mittaustarkkuudessa.

Uniformi kvantointi tarkoittaa tilannetta, jossa Δ on vakio kaikkialla. Kun käytetään n-bittistä quantisaattoria, tasoja on 2^n, ja dynaaminen alue jaetaan tasaisin askelin. Yleisesti koko tallennusalueen (full-scale) jaottelu antaa Δ’n noin full-scale-arvon jaon määräämällä tavalla, eli Δ ≈ full-scale / 2^n. Tämä määrittää kuulumisen, miten tarkasti signaali voidaan erottaa eri tasoista.

Kvantisointivirhe ja SQNR. Ideaalissa uniformissa kvantoinnissa virhe rajoittuu väliin [-Δ/2, Δ/2], kun otetaan signaalin esiintyminen. Jos sisääntuleva signaali on siniaalto ja kompaktin arvon täysi skaalattavuus, SQNR on likimääräisesti 6.02·n + 1.76 dB. Käytännössä pienempi Δ parantaa tarkkuutta ja SQNR:ia, mutta vaatii enemmän bittikapasiteettia ja tiedonsiirtokapasiteettia.

Epänuniformi kvantointi ja kompandointi. Väleden Δ vaihtelee signaalin amplitudin mukaan, jolloin pienemmillä arvoilla on tiheämmät tasot ja suuremmilla harvemmat. Esimerkkejä ovat μ-law- ja A-law -kompandointi, joita käytetään erityisesti äänisovelluksissa, jotta pienemmät signaalin muutokset kuulon kannalta tulevat suuremmiksi. Käyttö riippuu sovelluksesta, halutusta SQNR:stä sekä järjestelmän kustannuksista ja dynaamisesta alueesta.