模擬信號采樣后得到的離散信號不是數(shù)字信號，為了讓計算機能夠接受，還必須對其進行量化處理。量化過程是將被測信號的變化范圍劃分成若干區(qū)間，每個區(qū)間都用同一個整量化數(shù)字來代替，如圖3-3所示 。其實質(zhì)是用一個共同的單位對每個采樣值進行整量化，以便進行數(shù)字編碼，得到數(shù)值輸出。量化中所用的共同單位稱為量化單位，用q來表示。

               

顯然，只有那些正好位于區(qū)間量化端點的離散值，才能被精確地轉(zhuǎn)換成數(shù)字值，而那些位于區(qū)間內(nèi)的離散值，則只能用舍入的辦法，歸算到最接近的量化電平上。因此，量化過程也可以說是用近似值表示信號精確值的過程。由此產(chǎn)生的誤差稱為量化誤差，最大的量化誤差值為±q/2。若將尾數(shù)作舍入處理，則

 

當q為定值時，K則代表x(n?t)的連續(xù)值轉(zhuǎn)換成數(shù)字量化的數(shù)值。q越小，量化誤差的最大值也就越小。實際上A/D轉(zhuǎn)換器的K是以二進制碼的形成輸出的。對一定的信號幅值來說，若q過小，則K值過大，要求二進制碼的位數(shù)就長，而A/D轉(zhuǎn)換器位數(shù)有限。實際應(yīng)用中通常先固定輸入A/D轉(zhuǎn)換器的模擬量的最高峰值，然后再根據(jù)轉(zhuǎn)換器的位數(shù)來決定q值大小。

對于理想的轉(zhuǎn)換過程，量化誤差具有均勻的概率分布，即

 

則均值與方差為

誤差的標準差為

 

一般說來，量化誤差與信號獲取和處理過程中的其他誤差相比是可以忽略的。但分析信號時應(yīng)適當對信號作調(diào)整，使樣本段上的峰值盡可能接近轉(zhuǎn)換器的最高輸入電平，以提高分析時的信噪比；另外，應(yīng)使連續(xù)信號的范圍盡可能占滿可用的量化范圍。

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