Sygnał cyfrowy (przetwarzanie sygnału) - Digital signal (signal processing)

Sygnały logiczne, patrz Sygnał cyfrowy .
Czerwony sygnał cyfrowy to próbkowana i skwantowana reprezentacja szarego sygnału analogowego. Sygnał cyfrowy składa się z sekwencji próbek, które w tym przypadku są liczbami całkowitymi: 4, 5, 4, 3, 4, 6...

W kontekście cyfrowego przetwarzania sygnałów (DSP), sygnał cyfrowy jest dyskretnym czasem , skwantowanym sygnałem amplitudy . Innymi słowy, jest to próbkowany sygnał składający się z próbek, które przyjmują wartości z zestawu dyskretnego ( zbiór policzalny, który można odwzorować jeden do jednego na podzbiór liczb całkowitych ). Jeśli ten zbiór dyskretny jest skończony, wartości dyskretne mogą być reprezentowane za pomocą słów cyfrowych o skończonej szerokości . Najczęściej te wartości dyskretne są reprezentowane jako słowa stałoprzecinkowe (albo proporcjonalne do wartości fali lub kompandowane ) lub słowa zmiennoprzecinkowe .

Dyskretny przebieg cosinus o częstotliwości 50 Hz i częstotliwości próbkowania 1000 próbek/s, z łatwością spełniający twierdzenie o próbkowaniu do rekonstrukcji oryginalnej funkcji cosinus z próbek. (Skutki kwantyzacji są zbyt subtelne, aby można je było zobaczyć na tym wykresie.)

Proces konwersji analogowo-cyfrowej wytwarza sygnał cyfrowy. Proces konwersji można traktować jako dwuetapowy:

  1. próbkowanie , które wytwarza sygnał dyskretny o wartości ciągłej, oraz
  2. kwantyzacja , która zastępuje każdą wartość próbki przybliżeniem wybranym z danego zbioru dyskretnego (na przykład przez obcięcie lub zaokrąglenie).

Można wykazać, że sygnał analogowy może zostać zrekonstruowany po konwersji na sygnał cyfrowy (z dokładnością, jaką zapewnia zastosowana kwantyzacja), pod warunkiem, że sygnał ma znikomą moc w częstotliwościach powyżej granicy Nyquista i nie nasyca kwantyzatora.

Typowe praktyczne sygnały cyfrowe są reprezentowane jako 8-bitowe (256 poziomów), 16-bitowe (65 536 poziomów), 24-bitowe (16,8 miliona poziomów) i 32-bitowe (4,3 miliarda poziomów) przy użyciu modulacji kodu impulsowego, gdzie liczba kwantyzacji poziomy niekoniecznie ograniczają się do potęgi dwójki . Zmiennoprzecinkowych reprezentacja jest stosowany w wielu aplikacjach DSP.

Bibliografia