Electronica

CUANTIFICACIÓN DE SEÑALES

El proceso de cuantificación es uno de los pasos que se siguen para lograr la digitalización de una señal analógica.

Procesos de la conversión A/D.
Básicamente, la cuantificación lo que hace es convertir una sucesión de muestras de amplitud continua en una sucesión de valores discretos preestablecidos según el código utilizado.
Durante el proceso decuantificación se mide el nivel de tensión de cada una de las muestras, obtenidas en el proceso de muestreo, y se les atribuye un valor finito (discreto) de amplitud, seleccionado por aproximación dentro de un margen de niveles previamente fijado.
Los valores preestablecidos para ajustar la cuantificación se eligen en función de la propia resolución que utilice el código empleado durante la codificación. Siel nivel obtenido no coincide exactamente con ninguno, se toma como valor el inferior más próximo.
En este momento, la señal analógica (que puede tomar cualquier valor) se convierte en una señal digital, ya que los valores que están preestablecidos, son finitos. No obstante, todavía no se traduce al sistema binario. La señal ha quedado representada por un valor finito que durante la codificación(siguiente proceso de la conversión analógico digital) será cuando se transforme en una sucesión de ceros y unos.
Así pues, la señal digital que resulta tras la cuantificación es diferente a la señal eléctrica analógica que la originó, algo que se conoce como Error de cuantificación. El error de cuantificación se interpreta como un ruido añadido a la señal tras el proceso de decodificacióndigital. Si este ruido de cuantificación se mantiene por debajo del ruido analógico de la señal a cuantificar (que siempre existe), la cuantificación no tendrá ninguna consecuencia sobre la señal de interés.

TIPOS DE CUANTIFICACIÓNES
Para minimizar los efectos negativos del error de cuantificación, se utilizan las distintas técnicas de cuantificación que a continucación se describen:Cuantificación uniforme
En los cuantificadores uniformes (o lineales) la distancia entre los niveles de reconstrucción es siempre la misma.No hacen ninguna suposición acerca de la naturaleza de la señal a cuantificar, de ahí que no proporcionen los mejores resultados. Sin embargo, tienen como ventaja que son los más fáciles y menos costosos de implementar.

Cuantificación no uniforme
La cuantificación nouniforme o no lineal se aplica cuando se procesan señales no homogéneas que se sabe que van a ser mássensibles en una determinada banda concreta de frecuencias.
En este caso, lo que se hace es estudiar la propia entropía de la señal y asignar niveles de cuantificación de manera no uniforme (utilizando un bit rate variable), de tal modo que se asigne un mayor número de niveles para aquellos márgenesen que la amplitud cambia más rápidamente (contienen mayor densidad de información).
Cuando durante la digitalización se ha usado una cuantificación no uniforme, se debe utilizar el mismo circuito no lineal durante ladecodificación, para poder recomponer la señal de forma correcta.

Cuantificación logarítmica
La cuantificación logarítmica o escalar es un tipo de cuantificación digital en elque se utiliza una tasa de datos constante, pero se diferencia de la cuantificación uniforme en que como paso previo a la cuantificación se hace pasar la señal por un compresor logarítmico.
Se hace pasar la señal por un compresor logarítmico antes de la cuantificación. Como en la señal resultante la amplitud del voltaje sufre variaciones menos abruptas, la posibilidad de que se produzca un ruidode cuantificación grande disminuye. Antes de reproducir la señal digital, ésta tendrá que pasar por un expansor.
En esta cuantificación tendremos pequeños pasos de cuantificación para los valores pequeños de amplitud y pasos de cuantificación grandes para los valores grandes de amplitud, lo que proporciona mayor resolución en señales débiles al compararse con una cuantifificación uniforme de...