CONVERTIDORES A/D Y D/A.

1.2. CUANTIFICACIÓN Y CODIFICACIÓN.

La cuantificación de una señal consiste en la conversión de la señal, que puede tomar cualquier valor dentro de un intervalo, en otras cuyos valores son discretos, o sea, varía a incrementos fijos. Esto quiere decir, se asigna un mismo valor a todas las señales cuya magnitudes encuentre comprendida dentro de un intervalo, que constituye el escalón de cuantificación. Como sea que en todo proceso de cuantificación existe una aproximación, también existirá un error.

En la práctica para cuantificar una señal son necesarios dos procesos. El primero consiste en muestrear la señal continua, tal como se ha explicado anteriormente, obteniéndose una señal discreta en el tiempo, con variación continua de magnitud. El muestreo es necesario, porque el proceso de la cuantificación requiere cierto tiempo y si la señal que entra al cuantificador fuese continua en el tiempo sería imposible para realizar éste cometido. El segundo proceso consiste en la cuantificación propiamente dicha.

Una función ideal de transferencia de un cuantificador, puede ser la representada en esta figura, deben tenerse en cuenta las siguientes características de ésta.

- Existen unos niveles de decisión (-2,5. -1,5. -0,5. 0,5. 1,5 etc.)

- A los valores comprendidos entre dos niveles consecutivos se les asigna un valor intermedio fijo.

- La distancia entre niveles consecutivos de V = cte.

En otros casos el V varia de una manera determinada, por ejemplo logarítmica, lo que ocurre cuando se recurre a la comprensión de la señal.

El error de cuantificación tiene la forma de diente de sierra, como se muestra en esta otra figura.

El error de cuantificación será mayor, cuanto mayor sea el desnivel de los escalones de cuantificación. Por lo tanto, para alcanzar un error pequeño hay que recurrir a un elevado número de niveles con la consiguiente complicación de los circuitos.

Si se pretende cuantificar la señal con un margen pico a pico M, usando p niveles de cuantificación, el tamaño del escalón dV, se determina mediante la siguiente ecuación:

M = dV . p

Para codificar estos p niveles a un sistema binario de numeración, se necesitan al menos, un número de dígitos tal, que se cumplan la siguiente relación:

p < = 2ⁿ

Siendo n el número de dígitos.

En resumen, para que una señal analógica pueda ser procesada por un sistema automático debe pasar por las tres fases siguientes: muestreo, cuantificación y codificación. Así se consigue la traducción a lenguaje máquina (binario) de la señal analógica.