Ограничение на спектъра
Чрез ограничаване на спектъра над определена честота (fm в нашия пример), някои от проблемите могат да бъдат решени. След това можете уверено да зададете честотата на дискретизация fs = 2fm, което елиминира псевдонимите във възстановения сигнал.
Ограничаването на спектъра се извършва чрез филтриране, което ще бъде обсъдено в глава 3. Филтрирането гарантира, че няма високочестотни компоненти в обработения сигнал, които биха могли да доведат до псевдоним.
Оформяне на цифров сигнал
Преди DSP да може да обработи аналогов сигнал, той трябва да бъде представен в цифрова форма. Това е единственият тип данни, който DSP може да обработва.
Формирането на цифров сигнал по правило се осъществява на два етапа -семплиране и квантуване(т.е. получаване на цифрово представяне на извадката). Този процес се повтаря периодично.
Вземане на проби
Първият етап от генерирането на цифров сигнал е дискретизация. От предишната дискусия е известна безопасната честота на дискретизация на сигнала. На практика сигналът се пробва в подходящия момент от време и след това получената стойност на примера се задържа до генерирането на следващия образец. Пробата на сигнала се използва за получаване на неговото цифрово представяне.
Причината за задържането на референтната стойност може да не е напълно очевидна. "Периодът на задържане" дава време на аналогово-цифровия преобразувател (ADC) да извърши своето преобразуване.
Квантуване
Например, избран е четиристепенен 2-битов квантовател. Квантизаторът определя къде стойността на дадена проба попада в четири нива. На всяко ниво се присвоява 2-цифрен код във възходящ ред. На този етап е полезно да си припомним това
Определете последните триниво на квантуване на графиката
Броят на нивата на квантуване може да бъде произволен и колкото по-голям е, толкова по-висока е точността на цифровото представяне. По-късно ще разгледаме по-отблизо този проблем. Както при всички технически проблеми, и тук трябва да се намери компромис между точност и цена.
Грешка при квантуване
Самият процес на квантуване въвежда грешки. Има два основни източника на грешки. Една от тях е дискретизацията, в процеса на която стойността на сигнала се избира в дискретна точка от времето и след това се задържа до формирането на следващата проба. Вторият източник на грешки възниква като следствие от работата на квантователя. Стойността на извадката се изтегля нагоре или надолу до най-близкото възможно цифрово представяне (т.е. ниво на квантуване). Графиката, съответстваща на процедурата за квантуване, показва семейството от нива на грешка, които възникват в този случай.
Намаляване на грешките при квантуване
Един от начините за намаляване на грешките е да се увеличи броят на нивата на квантуване. Това несъмнено ще намали грешката в някои случаи, тъй като всяка проба ще бъде разположена по-близо до съседните нива на квантуване, отколкото в случай на по-малко нива.
Въпреки това, намаляването на броя на нивата на квантуване не винаги е решението на проблема. Помислете за случая, когато стойностите на сигнала са групирани в определени клъстери, както е показано на втората графика. Долната част на графиката съответства на силно осцилиращ сигнал с малки амплитуди, докато горната част съответства на слабо осцилиращ сигнал с големи амплитуди. Ако изберем да използваме "неравномерно" квантуване на дадена форма на вълната, което позволява повече нива на квантуване в диапазон от резки промени с ниска амплитуда, бихме могли по-точно да представимтози сигнал в цифров вид.
В повечето приложения квантователят има постоянен размер на стъпката и входният сигнал е компресиран. При възстановяване изходният сигнал се декомпресира. Този процес се нарича компандиране (компресиране и разширяване).