КВАНТОВА́НИЕ СИГНА́ЛА

КВАНТОВА́НИЕ СИГНА́ЛА, пре­об­ра­зо­ва­ние сиг­на­ла в по­сле­до­ва­тель­ность им­пуль­сов (К. с. по вре­ме­ни) или в сиг­нал со сту­пен­ча­тым из­ме­не­ни­ем ам­пли­ту­ды (К. с. по уров­ню), а так­же пре­об­ра­зо­ва­ние од­но­вре­мен­но и по вре­ме­ни, и по уров­ню. К. с. реа­ли­зу­ет­ся по­сред­ст­вом раз­бие­ния диа­па­зо­на зна­че­ний ана­ло­го­во­го сиг­на­ла на ко­неч­ное чис­ло рав­ных не­пе­ре­се­каю­щих­ся ин­тер­ва­лов. При К. с. по вре­ме­ни про­ис­хо­дит за­ме­на не­пре­рыв­но­го по вре­ме­ни сиг­на­ла $X(t)$ дис­крет­ным сиг­на­лом, зна­че­ния ко­то­ро­го для дис­крет­ных мо­мен­тов вре­ме­ни $t$ сов­па­да­ют со­от­вет­ст­вен­но с мгно­вен­ны­ми зна­че­ния­ми не­пре­рыв­но­го сиг­на­ла. К. с. по уров­ню за­клю­ча­ет­ся в за­ме­не не­пре­рыв­но­го мно­же­ст­ва зна­че­ний сиг­на­ла $X(t)$ мно­же­ст­вом дис­крет­ных зна­че­ний. Шка­ла воз­мож­ных зна­че­ний сиг­на­ла раз­би­ва­ет­ся на оп­ре­де­лён­ное ко­ли­че­ст­во рав­ных ин­тер­ва­лов, и не­пре­рыв­ное зна­че­ние сиг­на­ла за­ме­ня­ет­ся бли­жай­шим дис­крет­ным (при этом ис­поль­зу­ет­ся тео­ре­ма Ко­тель­ни­ко­ва, со­глас­но ко­то­рой для дис­кре­ти­за­ции ана­ло­го­во­го сиг­на­ла без по­те­ри ин­фор­ма­ции час­то­та от­счё­тов долж­на быть в два раза вы­ше верх­ней гра­нич­ной час­то­ты спек­тра сиг­на­ла). По­лу­чен­ные дис­крет­ные зна­че­ния за­тем ко­ди­ру­ют­ся (обы­ч­но дво­ич­ным ко­дом). При К. с. про­ис­хо­дит ок­руг­ле­ние мгно­вен­ных зна­че­ний ана­ло­го­во­го сиг­на­ла до не­ко­то­рой на­пе­рёд за­дан­ной фик­си­ро­ван­ной ве­ли­чи­ны (уров­ня). По­лу­чен­ные в ре­зуль­та­те этих пре­об­ра­зо­ва­ний дис­крет­ные (им­пульс­ные) сиг­на­лы в со­во­куп­но­сти ото­бра­жают ис­ход­ный сиг­нал с за­ра­нее ус­та­нов­лен­ной ошиб­кой, свя­зан­ной с ша­гом дис­кре­ти­за­ции. Ис­ка­же­ния сиг­на­ла, про­ис­хо­дя­щие в про­цес­се К. с., на­зы­ва­ют­ся шу­мом кван­то­ва­ния. Прин­ци­пи­аль­но важ­но, что это ис­ка­же­ние не мо­жет быть в даль­ней­шем уст­ра­не­но, т. к. шум кван­то­ва­ния кор­ре­ли­ро­ван с сиг­на­лом. В об­щем слу­чае это ис­ка­же­ние умень­ша­ет­ся при уве­ли­че­нии ко­ли­че­ст­ва уров­ней кван­то­ва­ния.

К. с. ши­ро­ко при­ме­ня­ют при пе­ре­да­че дан­ных в те­ле­ме­ха­ни­ке и вы­чис­лит. тех­ни­ке для пре­об­ра­зо­ва­ния ана­ло­го­вых сиг­на­лов в циф­ро­вую фор­му, в свя­зи – при пе­ре­да­че сиг­наль­ной ин­фор­ма­ции, в циф­ро­вых из­ме­рит. при­бо­рах и др.