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量化和编码

发布时间:2013/10/20 12:50:27 访问次数:6198

    采样保持得到的脉冲信号在时间上是离散的,FQPF6N60C但还不是数字信号,数字信号在数值上也必须是离散的,因此必须对其进行量化。所谓量化,就是把采样电压转换为以某个最小单位电压△的整数倍的过程。分成的等级叫做量化级,△称为量化单位。量化后的结果称为量化电平,将量化后的量化电平用二进制代码来表示,这一过程称为编码。
    量化的方法,一般有舍尾取整法和四舍五入法两种。舍尾取整的处理方法是:如果输入电压V在两个相邻的量化值之间时,取Vi的量化值为(n-l)A。四舍五入的处理方法是:当v.的尾数不足△/2时,舍去尾数;当v.的尾数大于或等于△/2时.则其量化单位在原数上加一个△。

                
    不管是那一种量化方法,不可避免的都会引入量化误差,舍尾取整法的最大量化误差为△,而四舍五入法的最大量化误差为△/2,由于后者量化误差小,为大多数ADC所采用。
    例如,要想把变化范围在0~7V之间的模拟信号电压转换成数字信号时,若采用3位二进制编码时,由于3位二进制代码只能表示23 =8个数值,因而必须将模拟电压按变化范围分成8个等级,如图9.2.7所示。每个等级规定为一个基准值,例如0~0.5V为一个等级,以1V为基准值,用二进制代码000表示;6.5~7V也是一个等级,以7V为基准值,用二进制代码111表示;其他各等级分别以该级的中间值为基准,凡属于某一等级范围内的模拟电压值,均取整用该等级的基准值表示。如3. 3V,它在2.5~3.5V等级之间,就用该等级的基准值3V来表示,它的二进制制代码为011。显然,相邻两等级之间的差值A=lV,而各等级基准值则为△的整数倍。模拟信号经过上述处理后,转换成以△为单位的数字量了。
   按上述等级划分方法实际就是舍尾取整法,其最大量化误差为△/2。显然,在整个输入模拟信号变化范围内,量化等级分得越多,量化误差就越小,但是,用来表示量化电平的二进制代码的位数也就越多,对应的转换电路就越复杂。究竟需要多少量化等级,应根据转换精度要求而定。

    采样保持得到的脉冲信号在时间上是离散的,FQPF6N60C但还不是数字信号,数字信号在数值上也必须是离散的,因此必须对其进行量化。所谓量化,就是把采样电压转换为以某个最小单位电压△的整数倍的过程。分成的等级叫做量化级,△称为量化单位。量化后的结果称为量化电平,将量化后的量化电平用二进制代码来表示,这一过程称为编码。
    量化的方法,一般有舍尾取整法和四舍五入法两种。舍尾取整的处理方法是:如果输入电压V在两个相邻的量化值之间时,取Vi的量化值为(n-l)A。四舍五入的处理方法是:当v.的尾数不足△/2时,舍去尾数;当v.的尾数大于或等于△/2时.则其量化单位在原数上加一个△。

                
    不管是那一种量化方法,不可避免的都会引入量化误差,舍尾取整法的最大量化误差为△,而四舍五入法的最大量化误差为△/2,由于后者量化误差小,为大多数ADC所采用。
    例如,要想把变化范围在0~7V之间的模拟信号电压转换成数字信号时,若采用3位二进制编码时,由于3位二进制代码只能表示23 =8个数值,因而必须将模拟电压按变化范围分成8个等级,如图9.2.7所示。每个等级规定为一个基准值,例如0~0.5V为一个等级,以1V为基准值,用二进制代码000表示;6.5~7V也是一个等级,以7V为基准值,用二进制代码111表示;其他各等级分别以该级的中间值为基准,凡属于某一等级范围内的模拟电压值,均取整用该等级的基准值表示。如3. 3V,它在2.5~3.5V等级之间,就用该等级的基准值3V来表示,它的二进制制代码为011。显然,相邻两等级之间的差值A=lV,而各等级基准值则为△的整数倍。模拟信号经过上述处理后,转换成以△为单位的数字量了。
   按上述等级划分方法实际就是舍尾取整法,其最大量化误差为△/2。显然,在整个输入模拟信号变化范围内,量化等级分得越多,量化误差就越小,但是,用来表示量化电平的二进制代码的位数也就越多,对应的转换电路就越复杂。究竟需要多少量化等级,应根据转换精度要求而定。

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