Побочные эффекты дискретизации

• АИМ Через конечное значение точек может быть проведено множество волн. Предел Найквиста (теорема Котельникова) составляет половину частоты дискретизации. Исходный аналоговый сигнал должен быть отфильтрован (не содержать частот выше предела), что до конца невозможно, но инертность устройств снижает остроту проблемы.

Через конечное количество точек отсчета можно провести бесконечное количество синусоид.

Обратное преобразование решается методом сверхдискретизации (повышением в насколько раз частоты и использованием цифровых фильтров), что позволяет использовать более простые аналоговые фильтры. Проблемы передискретизации. Цифро-аналоговое преобразование – предельный случай передискретизации.

• ШИМ При АИМ величина амплитуды ограничена только техническими характеристиками устройств, при ШИМ ширина импульса не может превышать период.

Синусоида с возрастающей амплитудой начинает искажаться при превышении порога ограничения.

• ИКМ Кроме необходимости определять начало последовательности, содержащей числовое значение, главная проблема заключается в погрешности квантования. Если рассматривать исходный сигнал как сумму сигнала, получившегося в результате квантования, и сигнала погрешности, то возникает вопрос об отношении сигнал/шум.

Так для 8 битного звука максимальной громкости амплитуда будет изменятся от 0 до 255, а амплитуда погрешности не будет превышать ±0,5. Отношение сигнал/шум будет составлять 255/1 2⁸ по амплитуде или около 48 дБ. Т.е. каждый бит квантования улучшает это соотношение на 6дБ. Сигнал погрешности связан с исходным сигналом и воспринимается как искажения, которые более заметны на слух, чем шум, поэтому к получившемуся сигналу подмешивается сигнал шума, который скрывает искажения. Этот процесс называют сглаживанием (dithering - размывание), аналогично графике.

Кроме погрешностей связанных непосредственно с квантованием, существует проблема искажений вызванных цикличностью значений переменных:

Для 8 битных переменных 0 = 256 = 512 = 768 = 1024 и т.д.