4.17 Densidade Espectral do Ruído de Quantização
O ruído de quantização é um sinal ciclo-estacionário,
pois é formado por pulsos retangulares de duração
Ts posicionados a intervalos regulares Ts.
.GIF)
(4-10)
Com a aplicação de (1-43) obtém-se a equação
da densidade espectral do ruído de quantização.
2.GIF)
(4-11)
Para o exemplo com D=1, tem-se o gráfico
abaixo no qual percebe-se claramente que o ruído de quantização
não pode ser eliminado por filtragem uma vez que 77% potência
total encontra-se na faixa de frequências |f| < 1/(2.Ts) que corresponde
à faixa do sinal desejado.
-G.GIF)
Uma solução aparentemente simples para reduzir o erro de
quantização consiste no aumento do número de níveis
de quantização. Do ponto de vista prático, entretanto,
com o aumento do número de níveis tem-se como consequência
o aumento do número de bits da palavra binária que quantifica
uma amostra, acarretanto na necessidade de um ADC que realize conversões
mais rápidas e com maior precisão e, portanto, mais caro.
Este procedimento provoca ainda o aumento da largura de faixa espectral
ocupada pelo sinal PCM e, no caso do armazenamento da informação,
haverá uma quantidade maior de bits a ser estocada.
Outra solução seria manter o número de níveis
e aumentar a taxa de amostragem. A potência média do ruído
de quantização não se altera com este aumento, mas
o gráfico da densidade espectral é escalonado de forma a
aumentar a porção da potência média de ruído
que é deslocada para fora da faixa de frequências de interesse.
Esta segunda solução tem como vantagem sobre a primeira
o fato de não exigir um ADC mais preciso, mas as outras desvantagens
permanecem.
Universidade Federal do Paraná
- Departamento de Engenharia Elétrica
- www.eletr.ufpr.br/artuzi