Kwantyzacja to etap przetwarzania sygnału, w którym wartości amplitudy są zaokrąglane do najbliższych dozwolonych poziomów. Jest to kluczowy etap zamiany sygnału analogowego na cyfrowy, szczególnie w modulacji PCM.
Na czym polega kwantyzacja?
Sygnał analogowy może przyjmować nieskończenie wiele wartości amplitudy. Układ cyfrowy nie może zapisać każdej z nich dokładnie, dlatego zakres amplitud dzieli się na skończoną liczbę poziomów. Każdej próbce przypisuje się jeden z tych poziomów.
Przykład uproszczony:
- próbka ma wartość 2,73 V,
- dostępne poziomy to np. 2,5 V i 3,0 V,
- próbka zostaje przypisana do najbliższego poziomu, np. 2,5 V lub 3,0 V.
Skutek kwantyzacji
Po kwantyzacji sygnał nie jest już ciągły pod względem amplitudy. Ma ograniczoną liczbę możliwych wartości, dlatego traktuje się go jako sygnał cyfrowy. Następnie każdy poziom może zostać zapisany w postaci kodu binarnego.
Błąd kwantyzacji
Ponieważ wartość próbki jest zaokrąglana, powstaje błąd kwantyzacji. Im więcej poziomów kwantyzacji, tym mniejszy błąd i lepsza jakość odtworzonego sygnału.
W telefonii PCM często stosuje się kodowanie 8-bitowe, czyli 256 możliwych poziomów kwantyzacji.