Rozdzielczość bitowa

Co to jest rozdzielczość bitowa?

Rozdzielczość bitowa określa, iloma bitami zapisywana jest wartość próbki sygnału audio w systemie cyfrowym, np. podczas konwersji analogowo-cyfrowej w przetworniku A/C.

Im większa liczba bitów, tym więcej możliwych poziomów amplitudy może zostać zapisanych. Dla n bitów liczba poziomów wynosi:

• 16 bitów: 65 536 poziomów,
• 24 bity: 16 777 216 poziomów.

Związek z szumem kwantyzacji

Podczas zamiany sygnału analogowego na cyfrowy amplituda jest zaokrąglana do najbliższego dostępnego poziomu. To powoduje błąd kwantyzacji, słyszalny jako szum kwantyzacji.

Zwiększenie rozdzielczości o 1 bit daje dwa razy więcej poziomów kwantyzacji, dzięki czemu błąd kwantyzacji maleje. W praktyce oznacza to poprawę stosunku sygnału do szumu oraz zakresu dynamicznego o około:

6 dB na każdy dodatkowy bit.

Przykład egzaminacyjny

Jeżeli przetwornik A/C zostanie zwiększony z 16 bitów do 17 bitów, poziom szumu kwantyzacji spadnie o około 6 dB.

Dla porównania:

• 16 bitów daje teoretyczny zakres dynamiczny około 96 dB,
• 24 bity dają teoretyczny zakres dynamiczny około 144 dB.

Najważniejsza zasada

W zadaniach egzaminacyjnych warto zapamiętać prostą regułę:

+1 bit rozdzielczości = około +6 dB zakresu dynamicznego = około -6 dB szumu kwantyzacji.