Significado y funcionamiento
Cuando las señales continuas se leen a intervalos regulares, se convierten en una secuencia de tasas de muestreo. El proceso de representar cada muestra con uno de un conjunto finito de códigos es cuantización.
Si la muestreo se realiza demasiado lentamente, diferentes frecuencias originales pueden aparecer como la misma muestra. Esto se denomina aliasing, y aumentar el número de bits no elimina la ambigüedad temporal.
Relaciones y condiciones de validez
La única manera de restaurar una señal de anti-aliasing ideal requiere muestrear a dos veces la frecuencia más alta, así como condiciones apropiadas. El intervalo del código, incluyendo el punto final del experimento, es el rango total dividido por (2ⁿ−1).
La definición real del ancho de código para el ADC puede variar. fs=2f. Los límites son sensibles a la fase, y en sistemas reales, también se consideran los filtros anti-aliasing y la frecuencia de reserva.
Qué observar en la simulación
Aparece aliasing por debajo del doble de la frecuencia de señal; más bits reducen el paso de cuantización.
Se omiten ruido, fluctuación temporal y no linealidades reales. El límite fs=2f depende de la fase y no se marca como seguro. Experimenta en pantalla; no lo reproduzcas con fuentes reales, enchufes ni alta tensión.
Relaciones y símbolos clave
Δ = 4/(2ⁿ−1) · falias = |f−round(f/fs)fs|
| Símbolo | Significado | Unidad |
|---|---|---|
| fs | Frecuencia de muestreo | Hz |
| n | Bits de cuantización | bit |
| Δ | Separación entre códigos consecutivos en la simulación | V |
Ejemplo resuelto
¿Cuál es el paso al cuantizar de −2 V a +2 V en 4 bits incluyendo ambos extremos?
Aprox. 0.267 V
Errores frecuentes
- Aumentar el número de bits de cuantización por sí solo no resuelve el aliasing de las bajas frecuencias de muestreo.