Language
Country/Area
No result found
Tahukah Anda bagaimana kesalahan kuantisasi dihasilkan selama proses konversi analog-ke-digital?
Di era digital saat ini, proses mengubah sinyal analog menjadi sinyal digital tidak diragukan lagi merupakan bagian penting dari teknologi elektronik. Konverter analog ke digital (ADC) memainkan peran integral dalam proses ini. ADC dapat mengubah sinyal analog seperti suara pada mikrofon dan cahaya pada kamera digital menjadi sinyal digital. Namun, dalam proses ini, kesalahan kuantisasi merupakan masalah yang tidak dapat dihindari. Jadi, bagaimana kesalahan ini terjadi?
Kesalahan kuantisasi merupakan hasil yang tidak dapat dihindari dari mengubah sinyal analog kontinu menjadi sinyal digital diskrit.
Proses kuantifikasi
Inti dari ADC adalah proses kuantisasi, yang melibatkan pengubahan amplitudo sinyal analog menjadi serangkaian nilai digital diskrit. Proses ini berarti bahwa setiap saat sinyal analog "diambil sampelnya" dan didekati dengan nilai digital terdekat. Konversi ini tentu saja menimbulkan kesalahan kecil, yaitu kesalahan kuantisasi.
Perlu disebutkan bahwa kesalahan kuantisasi bersifat nonlinier dan bergantung pada sinyal, yang membuat konversi yang akurat menjadi lebih rumit. Idealnya, dalam ADC, kesalahan kuantisasi terdistribusi secara merata antara −1/2 LSB dan +1/2 LSB, dan sinyal mencakup semua level kuantisasi.
Dampak kesalahan kuantisasi
Adanya kesalahan kuantisasi secara langsung memengaruhi kinerja ADC, terutama rasio sinyal terhadap derau (SNDR). Untuk ADC ideal, jika SNDR-nya melebihi SNDR sinyal input, efek kesalahan kuantisasi dapat diabaikan, sehingga memperoleh representasi digital yang hampir sempurna.
Dalam ADC ideal, kinerja rasio derau kuantisasi (SQNR) biasanya dapat dijelaskan oleh jumlah bit kuantisasi (Q).
Hubungan antara resolusi dan kesalahan kuantisasi
Resolusi ADC menunjukkan jumlah nilai berbeda yang dapat diberikannya. Dalam pengoperasiannya, resolusi menentukan ukuran kesalahan kuantisasi dan rasio sinyal terhadap derau maksimum ADC. Resolusi biasanya dinyatakan dalam bit. ADC 8-bit dapat mengodekan masukan analog ke dalam 256 level berbeda. Oleh karena itu, semakin tinggi resolusi dan semakin kecil kesalahan kuantisasi, semakin baik kinerja digitalisasi sinyal.
Cara memperbaiki kesalahan kuantisasi
Untuk mengurangi efek kesalahan kuantisasi, banyak sistem canggih menggunakan teknik yang disebut "dithering," yang menambahkan sejumlah kecil derau acak ke sinyal masukan. Ini membantu ADC memperluas jangkauan efektif sinyal analog dan secara efektif mengacak kesalahan kuantisasi yang terjadi saat mengubahnya menjadi bit digital.
Melalui dithering, distorsi kuantisasi tingkat rendah dalam sinyal audio diubah menjadi noise, sehingga sinyal yang tidak terdistorsi dipulihkan melalui rata-rata waktu.
Kesimpulan
Dalam proses mengubah sinyal analog menjadi sinyal digital, kesalahan kuantisasi tidak diragukan lagi merupakan salah satu faktor utama yang memengaruhi kualitas sinyal digital. Meskipun kesalahan kuantisasi dapat dikurangi melalui resolusi tinggi dan teknik pemrosesan yang dirancang dengan cermat, kesalahan tersebut tidak dapat dihilangkan sepenuhnya. Menurut Anda, bagaimana peningkatan kesalahan kuantisasi akan memengaruhi kehidupan kita dalam produk elektronik masa depan?
