Как происходит преобразование аналогового сигнала в цифровой

разрешение

Рис. 1. 8-уровня АЦП схема кодирования.
Разрешение преобразователя указывает число дискретных значений она может производить в диапазоне аналоговых значений. Разрешение определяет величину ошибки квантования и , следовательно , определяет максимальное возможное среднее отношение сигнал-шум для идеального АЦП без использования передискретизации . Значения обычно хранятся в электронном виде в двоичной форме, поэтому разрешение обычно выражается как аудио битовой глубины . В результате, число дискретных значений , доступных предполагаются степень два. Например, АЦП с разрешением 8 бит может кодировать аналоговый вход на один в 256 различных уровнях (2 8 = 256). Значения могут представлять диапазоны от 0 до 255 (то есть целого числа без знака) или от -128 до 127 (то есть целого числа), в зависимости от применения.
Разрешение может также быть определенно электрический, и выражается в вольтах . Изменение напряжения требуется , чтобы гарантировать изменение уровня выходного кода называется наименьший значащий бит (LSB) напряжения. Разрешение Q АЦП равно LSB напряжения. Разрешение напряжения АЦПА равно ее общий диапазон измерения напряжения , разделенный на числе интервалов:
Q знак равно Е F S р 2 M , { Displaystyle Q = { dfrac {Е _ { mathrm {FSR}}} {2 ^ {М}}}}
где М является разрешением АЦПА в битах и Е FSR является полной шкала диапазона напряжения (также называемый «оболочкой»). Е FSR задается
Е F S р знак равно В р е е ЧАС я — В р е е L о вес , { Displaystyle Е _ { mathrm {FSR}} = V _ { mathrm {RefHi}} -V _ { mathrm {REflow}}, ,}
где V RefHi и V REflow является верхним и нижним крайними, соответственно, напряжений , которые могут быть кодированы.
Как правило, число интервалов напряжения задается
N знак равно 2 M , { Displaystyle N = 2 ^ {М}, ,}

• 
  где M является разрешение АЦП в битах.
  
• 
  То есть, один интервал напряжения назначается между двумя последовательными уровнями кода.
  
• 
  Пример:
  

• 
  Кодирование схемы как показано на рисунке 1
  
• 
  Полная шкала Диапазон измерения = от 0 до 1 вольт
  
• 
  Разрешение АЦП составляет 3 бита: 2 3 = 8 уровней квантования (коды)
  
• 
  Разрешение напряжения АЦП, Q = 1 В / 8 = 0,125 В.
  

Во многих случаях полезно разрешение преобразователя ограничивается отношением сигнал-шум (SNR) и другие ошибки в общей системе , выраженной как ENOB.
Сравнение квантовании синусоиду 64 уровней (6 бит) и 256 уровней (8 бит). Аддитивный шум, создаваемый 6-битового квантования на 12 дБ больше, чем шум, создаваемый 8-битового квантования. Когда спектральное распределение является плоским, как в этом примере, разница дБ 12 проявляется в виде измеримой разницы в минимальных уровнях шума.