Analog to Digital Conversion (Sampling, Quantization)

ADC에는 두 단계가 존재

1. Sampling

2. Quantization and Digitization

=> Digital binary sequence .. called PCM Code

 

* PCM == Pulse Code Modulation

 

샘플링

아날로그 신호를 일정 시간 간격마다 샘플링, 간격 == Sampling Period

역수는 Sampling Rate

 

퀀타이재이션(양자화)

컴퓨터가 표현 가능한 값 중 하나로 샘플링된 값을 트렁케이트

4비트 컴퓨터라 하면 표현 가능한 수는 16개

샘플링된 값을 표현하기엔 부족함.. 애초에 컴퓨터는 모든 숫자를 100% 정확히 표현 불가

실제 샘플값을 완벽히 표현하려면 이론적으로 무한 비트 필요

* 샘플값과 양자화된 값의 차이 == Quantization error

 

디지타이재이션

양자화된 값을 바이너리로 표현

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샘플링 속도가 너무 느리면 아날로그 신호의 높은 주파수 성분을 잃어버릴 것

=> Sampling Theory (1950, Shannon)

fs >= 2B

* B = bandwidth .. 아날로그 신호가 포함하는 최고 주파수 성분

아날로그 음성 샘플링 레이트 8 KHz .. => 최고 주파수 성분은 4KHz

음악은 44.1 => 22.05

실제로 최고 주파수 성분이 저럴까? 아님

고주파 성분들의 값이 작으니 무시한 거임

* Frequency-domain에서 압축한다는 건 각 성분에 비트를 할당하는 것

 

양자화 시에는 항상 에러가 있음

에러를 줄이려면 양자화 비트 크기를 키워야 함

근데 너무 키우면 초당 처리해야 할 비트가 늘어남

아날로그 음성: 8비트

음악: 16비트

이 수치는 학자들이 실험한 수치임