Bài giảng Xử lý tín hiệu số - Chương 2: Lượng tử hóa - Lê Tiến Thường

BÀØI GIẢÛNG XỬÛ LÝÙ SỐÁ TÍN HIỆÄU Biên soâ ïïn: PGS.TS LÊ TIÊ ÁÁN THƯỜØNG Tp.HCM, 02-2005 BÀI GIẢNG MƠN XỬ LÍ SỐ TÍN HIỆU (C)2005 Lê Tiến Thường 1 2.1. Quá trình lượng tử hóa. 2.2. Lấy mẫu dư và định dạng nhiễu (Noise Shaping). 2.3. Bộä chuyểån đổåi D/A. 2.4. Bộ chuyển đổi A/D. CHƯƠNG 2 : LƯỢÏNG TỬÛ HOÁÙ BÀI GIẢNG MƠN XỬ LÍ SỐ TÍN HIỆU (C)2005 Lê Tiến Thường 2 2.1. Quá trình lượng tử hóa H.2.1.1 Sựï chuyểån đổåi tương tựï sang sốá. CHƯƠNG 2 : LƯỢÏNG TỬÛ HOÁÙ BÀI GIẢNG MƠN XỬ LÍ SỐ TÍN HIỆU (C)2005 Lê Tiến Thường 3 2.1. Quá trình lượng tử hóa Mẫu lã ượïng tửû hóùa xQ(nT) biểåu diễn bơã ûûi B bits mang mộät trong 2B giáù trị. Độ rộng lượng tử hay độ phân giải lượng tử: (2.1.1) hay (2.1.1) CHƯƠNG 2 : LƯỢÏNG TỬÛ HOÁÙ B RQ 2 = B Q R 2= BÀI GIẢNG MƠN XỬ LÍ SỐ TÍN HIỆU (C)2005 Lê Tiến Thường 4 2.1. Quá trình lượng tử hóa H.2.1.2 Lượng tử hóa tín hiệu CHƯƠNG 2 : LƯỢÏNG TỬÛ HOÁÙ BÀI GIẢNG MƠN XỬ LÍ SỐ TÍN HIỆU (C)2005 Lê Tiến Thường 5 2.1. Quá trình lượng tử hóa Giá trị điển hình của R trong thực tế khoảng từ các giá trị lượng tử cho phép nằm trong tầm đối xứng: Sai số lượng tử: e(nT) = xQ(nT) – x(nT) (2.1.3) Tổng quát, sai số khi lượng tử hóa một giá trị x thuộc tầm [-R/2, R/2] là: e = xQ – x trong đó, xQ là giá trị lượng tử, sai số e nằm trong [1]: (2.1.4) Đểå tìm giáù trị đặëc trưng củûa sai sốá trung bình, xéùt trung bình vàø trung bình bình phương cáùc giáù trị e: CHƯƠNG 2 : LƯỢÏNG TỬÛ HOÁÙ 2 )( 2 RnTxR Q <≤− 22 QeQ ≤≤− BÀI GIẢNG MƠN XỬ LÍ SỐ TÍN HIỆU (C)2005 Lê Tiến Thường 6 2.1. Quá trình lượng tử hóa và (2.1.5) Sai số hiệu dụng erms (Root Mean Square): (2.1.6) Phương trình (2.1.5) cóù thểå đưa đếán mộät lýù giảûi cóù tính xáùc suấát do giảû sửû rằèng sai sốá lượïng tửû e làø biếán ngẫu ã nhiên cô ùù phân bô áá đềàu trong tầàm (2.1.4), vì vậäy cóù mậät độä xáùc suấát: CHƯƠNG 2 : LƯỢÏNG TỬÛ HOÁÙ 01 2/ 2/ == ∫ − Q Q ede Q e 12 1 22/ 2/ 22 Qdee Q e Q Q == ∫ − 12 2 Qeerms == BÀI GIẢNG MƠN XỬ LÍ SỐ TÍN HIỆU (C)2005 Lê Tiến Thường 7 2.1. Quá trình lượng tử hóa Sự chuẩn hóa 1/Q là cần thết để đảm bảo: Từø đóù phương trình (2.1.5) biểåu diễn ã độä kỳø vọïng xáùc suấát: vàø Tỷû lệä tín hiệäu trên nhiễu SNR (Signalâ ã -to-noise ratio): 20log10(R/Q) = 20log10(2B) = 20Blog10(2) CHƯƠNG 2 : LƯỢÏNG TỬÛ HOÁÙ 1)( 2/ 2/ =∫ − Q Q deep ∫ − = 2/ 2/ )(][ Q Q deeepeE ∫ − = 2/ 2/ 22 )(][ Q Q deepeeE BÀI GIẢNG MƠN XỬ LÍ SỐ TÍN HIỆU (C)2005 Lê Tiến Thường 8 2.1. Quá trình lượng tử hóa hoặc [dB] Hơn nữa, giả sử e(n) không tương quan với x(n). Công suất trung bình hay phương sai của e(n) đã được tính ở trên: (2.1.9) Giảû sửû e(n) làø nhiễu trẫ ééng nghĩa làø e(n) cóù hàøm tựï tương quan làø hàøm delta Ree(k) = E[e(n + k)e(n)] = (2.1.10) vớùi mọïi giáù trị trễ k. Tã ương tựï, sựï không tâ ương quan vớùi x(n) cóù nghĩa làø tương quan chéùo bằèng 0: CHƯƠNG 2 : LƯỢÏNG TỬÛ HOÁÙ B Q RSNR 6log20 10 =⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛= [ ] 12 )( 2 22 QneEe ==σ )(2 keδσ BÀI GIẢNG MƠN XỬ LÍ SỐ TÍN HIỆU (C)2005 Lê Tiến Thường 9 2.1. Quá trình lượng tử hóa Rex(k) = E[e(n + k) x(n)] = 0 (2.1.11) với mọi k. Mô hình xác suất này sẽ được minh họa dưới đây cùng với một ví dụ mô phỏng và kiểm chứng các phương trình (2.1.9) ÷ (2.1.11), cũng như phân bố đều của hàm mật độ p(e). CHƯƠNG 2 : LƯỢÏNG TỬÛ HOÁÙ BÀI GIẢNG MƠN XỬ LÍ SỐ TÍN HIỆU (C)2005 Lê Tiến Thường 10 2.2. Lấy mẫu dư và định dạng nhiễu Trong miền tần số, giả thuyết e(n) là chuỗi nhiễu trắng nghĩa là phổ tần số có dạng phẳng. Chính xác hơn, công suất trung bình tổng cộng của e(n) phân bố đều trong khoảng Nyquist [-fs/2, fs/2] như minh họa trong H.2.2.1. H.2.2.1. Phổ công suất nhiễu trắng do lượng tử. CHƯƠNG 2 : LƯỢÏNG TỬÛ HOÁÙ BÀI GIẢNG MƠN XỬ LÍ SỐ TÍN HIỆU (C)2005 Lê Tiến Thường 11 2.2. Lấy mẫu dư và định dạng nhiễu Do đó, công suất trên khoảng tần số đơn vị, hay mật độ phổ công suất của e(n) là [2]: với (2.2.1) và đại lượng này có tính chu kỳ bên ngoài khoảng tần số đơn vị, với chu kỳ 1/fs. Công suất nhiễu trong một khoảng Nyquist bé [fa, fb] có Δf = fb – fa là: CHƯƠNG 2 : LƯỢÏNG TỬÛ HOÁÙ s e ee f fS 2 )( σ= 22 ss fff ≤≤− s ab e s e ee f ff f ffS −==Δ 2 2 )( σσ BÀI GIẢNG MƠN XỬ LÍ SỐ TÍN HIỆU (C)2005 Lê Tiến Thường 12 CHƯƠNG 2 : LƯỢÏNG TỬÛ HOÁÙ 2.2. Lấy mẫu dư và định dạng nhiễu Công suất tổng cộng trên toàn bộ khoảng Δf = fs là: Bộ lượng tử định dạng nhiễu tái định dạng phổ nhiễu lượng tử thành dạng tuận lợi hơn. Điều này thực hiện bằng cách lọc chuỗi nhiễu e(n) với một bộ lọc định dạng nhiễu HNS(f). Mô hình nhiễu tương đương cho tiến trình lượng tử hóa được minh họa trong H.2.2.2. Phương trình lượng tử hóa tương ứng thay cho phương trình (2.1.8) là: xQ(n) = x(n) + ε(n) (2.2.2) 2 2 es s e f f σσ = BÀI GIẢNG MƠN XỬ LÍ SỐ TÍN HIỆU (C)2005 Lê Tiến Thường 13 2.2. Lấy mẫu dư và định dạng nhiễu H.2.2.2. Mô hình bộ lượng tử hóa định dạng nhiễu. trong đó, ε(n) biểu diễn nhiễu đã lọc. Chuỗi ε(n) không còn là nhiễu trắng. Mật độ phổ công suất không phẳng, nhưng có được dạng của bộ lọc HNS(f): CHƯƠNG 2 : LƯỢÏNG TỬÛ HOÁÙ BÀI GIẢNG MƠN XỬ LÍ SỐ TÍN HIỆU (C)2005 Lê Tiến Thường 14 2.2. Lấy mẫu dư và định dạng nhiễu (2.2.3) Công suâ áát nhiễu trong mỗ äät khoảûng nhỏû [fa, fb] cho trướùc đượïc tính bằèng tích phân â Sεε(f) trên khoâ ûûng nàøy: Công suâ áát trong [fa, fb] = (2.2.4) Xéùt hai trườøng hợïp sau: tốác độä lấáy mẫu ã fs vàø cóù B bit trong mỗi mẫu, vẫ ã øø mộät tốác độä cao hơn fs’ vớùi B bit trong mộät mẫu. Sỗ áá lượïng: . đượïc gọïi làø tỷû lệä lấáy mẫu dã ư, vàø thườøng làø sốá nguyên. Cô ùù thểå chứùng tỏû rằèng B’ cóù thểå béù hơn B nhưng chấát lượïng vẫn ã đượïc duy trì. Giảû sửû tầàm toàøn thang R làø giốáng nhau ởû hai bộä lượïng tửû hóùa, độä rộäng lượïng tửû làø: Q = R2-B, Q’ = R2-B’ CHƯƠNG 2 : LƯỢÏNG TỬÛ HOÁÙ 2 2 2 )()()()( fH f fSfHfS NS s e eeNS σ εε == ∫∫ = b a b a f f NS s e f f dffH f dffS 2 2 )()( σεε s s f fL '= BÀI GIẢNG MƠN XỬ LÍ SỐ TÍN HIỆU (C)2005 Lê Tiến Thường 15 2.2. Lấy mẫu dư và định dạng nhiễu Công suất nhiễu lượng tử: , Để duy trì chất lượng trong hai trường hợp, mật độ phổ công suất phải như nhau, nghĩa là, theo phương trình (2.2.1): có thể được viết lại (2.2.5) Do đóù, công suâ áát lượïng tửû tổång cộäng σe2 béù hơn σe’2 mộät lượïng L, khiếán cho B lớùn hơn B’. ÝÙ nghĩa củûa kếát quảû nàøy đượïc minh họïa trong H.2.2.3. Nếáu quáù trình lấáy mẫu ã thựïc hiệän ởû tốác độä fs’ cao hơn thì công suâ áát tổång cộäng σe’2 củûa nhiễu lã ượïng tửû trảûi đềàu trên khoâ ûûng Nyquist fs’. CHƯƠNG 2 : LƯỢÏNG TỬÛ HOÁÙ 12 2 2 Q e =σ 12 '' 2 2 Q e =σ ' ' 22 s e s e ff σσ = Lff es e se 22 2 ' ' ' σσσ == BÀI GIẢNG MƠN XỬ LÍ SỐ TÍN HIỆU (C)2005 Lê Tiến Thường 16 2.2. Lấy mẫu dư và định dạng nhiễu H.2.2.3 Công suất nhiễu lượng tử lấy mẫu dư, không qua định dạng nhiễu. Vùng đánh dấu trên H.2.2.3 thể hiện tỷ lệ của công suất σe’2 nằm trong khoảng tần số fs nhỏ hơn. Giải phương trình (2.2.5) tìm L và viết theo vi sai ΔB = B-B’, tìm được: hay ΔB = 0.5 log2 L (2.2.6) CHƯƠNG 2 : LƯỢÏNG TỬÛ HOÁÙ BBB e eL Δ2)'(22 2 22' === −σ σ BÀI GIẢNG MƠN XỬ LÍ SỐ TÍN HIỆU (C)2005 Lê Tiến Thường 17 2.2. Lấy mẫu dư và định dạng nhiễu Công suất nhiễu lượng tử tổng cộng nằm trong khoảng Nyquist nguyên thủy fs là phần đánh dấu trong hình. Kết quả có thể được tìm lại bằng cách tích phân phương trình (2.2.4) trên khoảng [-fs/2, fs/2]: (2.2.7) Đểå ýù rằèng nếáu không cô ùù định dạïng nhiễu, kễ áát quảû giảûm vềà phương trình (2.2.5), nghĩa làø HNS(f) = 1. Mụïc 12.7 sẽ õ cho thấáy mộät bộä lọïc định dạïng nhiễu bẫ ääc p tiêu biê ååu vớùi tốác độä lấáy mẫu cao ã fs’ cóù đáùp ứùng biên â độä: với (2.2.8) CHƯƠNG 2 : LƯỢÏNG TỬÛ HOÁÙ ∫ − = 2/ 2/ 2 2 2 )( ' ' s s f f NS s e e dffHf σσ p s NS f ffH 2 2 ' sin2)( ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛= π 2 ' 2 ' ss fff ≤≤− BÀI GIẢNG MƠN XỬ LÍ SỐ TÍN HIỆU (C)2005 Lê Tiến Thường 18 2.2. Lấy mẫu dư và định dạng nhiễu Với những tần số f thấp, có thể xấp xỉ sinx ≈ x để có: với (2.2.9) Giả sử một tỷ lệ lấy mẫu dư L lớn, fs << fs’, do đó có thể dùng xấp xỉ (2.2.9) trong toán tử bị tích của phương trình (2.2.7): Sử dụng = 2-2(B-B’) = 2-2ΔB thu được: CHƯƠNG 2 : LƯỢÏNG TỬÛ HOÁÙ p s NS f ffH 2 2 ' 2)( ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛= π 2/'sff << ∫ − + ++ ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ +=⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ +=⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ +=⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛= 2/ 2/ 12 2 2 122 2 122 2 22 2 1 12 ' '12 ' '12 ' ' 2 ' ' s s f f p p e p s s p e p s s p e p ss e e Lpf f pf f p df f f f πσπσπσπσσ 22 '/ ee σσ BÀI GIẢNG MƠN XỬ LÍ SỐ TÍN HIỆU (C)2005 Lê Tiến Thường 19 2.2. Lấy mẫu dư và định dạng nhiễu giải tìm ΔB: Như vậäy cứù mỗi lẫ ààn tăng gă ááp đôi â L thì tiếát kiệäm đượïc (p+ 0.5) bits. CHƯƠNG 2 : LƯỢÏNG TỬÛ HOÁÙ ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ += + Δ 12 2 B2- 1 12 2 p p Lp π ⎟⎟⎠ ⎞⎜⎜⎝ ⎛ +−+= 12log5.0log)5.0( 2 22 p LpB pπΔ BÀI GIẢNG MƠN XỬ LÍ SỐ TÍN HIỆU (C)2005 Lê Tiến Thường 20 2.3. Bộ chuyển đổi D/A Xéùt bộä DAC B bit cóù tầàm toàøn thang R như H.2.3.1. Cho trướùc B bit 0 vàø 1 ởû ngõ vã øøo, b = [b1, b2,, bB], bộä chuyểån đổåi cho ngõ ra cõ ùù trị xQ, làø mộät trong 2B mứùc lượïng tửû trong tầàm R. Nếáu bộä chuyểån đổåi làø đơn cựïc, ngõ ra õ xQ thuộäc tầàm [0, R]. Nếáu làø lưỡng cõ ựïc thì thuộäc tầàm [-R/2, R/2]. Ba loạïi bộä chuyểån đổåi thông duâ ïïng làø: (a) nhị phân â đơn cựïc thông thâ ườøng (unipolar natural binary), (b) nhị phân â offset lưỡng cõ ựïc (bipolar offset binary), vàø (c) lưỡng cõ ựïc lấáy bùø 2 (bipolar 2’s complement). CHƯƠNG 2 : LƯỢÏNG TỬÛ HOÁÙ BÀI GIẢNG MƠN XỬ LÍ SỐ TÍN HIỆU (C)2005 Lê Tiến Thường 21 2.3. Bộ chuyển đổi D/A H.2.3.1 Bộä chuyểån đổåi D/A B bit. Bộä chuyểån đổåi nhị phân â đơn cựïc dạïng thườøng đơn giảûn nhấát. Ngõ ra õ xQ đượïc tính theo B bit như sau: xQ = R(b12-1 + b22-2 + + bB2-B) (2.3.1) CHƯƠNG 2 : LƯỢÏNG TỬÛ HOÁÙ BÀI GIẢNG MƠN XỬ LÍ SỐ TÍN HIỆU (C)2005 Lê Tiến Thường 22 2.3. Bộ chuyển đổi D/A Giáù trị lớùn nhấát ứùng vớùi trườøng hợïp mọïi bit đềàu làø 1, b = [1, 1, , 1], khi đóù ngõ ra tõ ương tựï làø: xQ = R(2-1 + 2-2 + + 2-B) = R(1 – 2-B) = R - Q trong đóù chuỗi cẫ ááp sốá nhân â (2-1 + 2-2 + + 2-B) = 2-1(1 + 2-2 + 2-2 ++2-(B-1)) = 2-1(1 - 2-B)/(1 - 2-1) = 1 – 2-B Phương trình (2.3.1) cóù thểå viếát lạïi theo độä rộäng lượïng tửû Q như sau: xQ = R2-B(b12B-1 + b22B-2 + + bB-121 + bB) hoặëc, (2.3.2) CHƯƠNG 2 : LƯỢÏNG TỬÛ HOÁÙ QmxQ = BÀI GIẢNG MƠN XỬ LÍ SỐ TÍN HIỆU (C)2005 Lê Tiến Thường 23 2.3. Bộ chuyển đổi D/A trong đóù m làø sốá nguyên cô ùù biểåu diễn nhị phân (bã â 1, b2,, bB), nghĩa làø: m = b12B-1 + b22B-2 + + bB-121 + bB Vớùi sốá nguyên m trâ ûûi 2B giáù trị liên tiê ááp m = 0, 1, 2, , 2B-1, ngõ ra tõ ương tựï xQ chạïy suốát cáùc mứùc lượïng tửû liên tiê ááp củûa bộä lượïng tửû hóùa. Bộä chuyểån đổåi nhị phân offset lâ ưỡng cõ ựïc thu đượïc bằèng cáùch dịch phương trình (2.3.1) xuốáng nửûa thang, R/2, thu đượïc: xQ = R(b12-1 + b22-2 + + bB2-B – 0.5) (2.3.3) CHƯƠNG 2 : LƯỢÏNG TỬÛ HOÁÙ BÀI GIẢNG MƠN XỬ LÍ SỐ TÍN HIỆU (C)2005 Lê Tiến Thường 24 2.3. Bộ chuyển đổi D/A Mứùc cao nhấát vàø thấáp nhấát đượïc tính bằèng cáùch dịch giáù trị nhị phân thông thâ â ườøng tương ứùng mộät lượïng R/2: vàø Giáù trị tương tựï xQ cóù thểå biểåu diễn theo ã Q như trong phương trình (2.3.2). Trong trườøng hợïp nàøy: (2.3.4) trong đóù m’ làø sốá nguyên â m dịch đi nửûa thang cựïc đạïi, nghĩa làø: CHƯƠNG 2 : LƯỢÏNG TỬÛ HOÁÙ 22 0 RRxQ −=−= QRRQRxQ −=−−= 22)( 'QmxQ = 122 2 1' −−=−= BB mmm BÀI GIẢNG MƠN XỬ LÍ SỐ TÍN HIỆU (C)2005 Lê Tiến Thường 25 2.3. Bộ chuyển đổi D/A Thông sô áá nàøy chiếám cáùc giáù trị 2B: m’ = -2B-1, , -2, -1, 0, 1, 2,, 2B-1 -1 Mộät tính chấát bấát thườøng củûa mã nhị phân offset lã â øø mứùc xQ = 0 đượïc biểåu diễn bẫ èèng mẫu bit b = [1, 0, ã , 0]. Hạïn chếá nàøy đượïc bùø lạïi bằèng mã bũ øø hai, cũng lã øø mã õ đượïc dùøng phổå biếán nhấát. Dạïng mã nã øøy thu đượïc từø mã nhị õ phân offset vâ øø lấáy bùø bit cóù trọïng sốá cao nhấát, nghĩa làø thay b1 bằèng = 1 - b1: (2.3.5) CHƯƠNG 2 : LƯỢÏNG TỬÛ HOÁÙ 1b )5.02...22( 22 1 1 −+++= −−− BBQ bbbRx BÀI GIẢNG MƠN XỬ LÍ SỐ TÍN HIỆU (C)2005 Lê Tiến Thường 26 2.3. Bộ chuyển đổi D/A Bảûng 2.3.1 tóùm tắét ba loạïi bộä chuyểån đổåi cùøng cáùc qui tắéc mã hõ ùùa đầàu vàøo vàø ra tương ứùng. Bảûng 2.3.2 so sáùnh ba nguyên tâ ééc mã hõ ùùa trong trườøng hợïp B = 4 vàø R = 10 V. Khoảûng cáùch giữa cã ùùc mứùc làø Q = R/2B = 10/24 = 0.625 V. Mã [õ b1, b2, b3, b4] trong cộät đầàu tiên â ùùp dụïng cho cảû trườøng hợïp mã hõ ùùa nhị phân thông thâ â ườøng vàø offset, nhưng biểåu diễn cẫ ùùc giáù trị tương tựï lượïng tửû hóùa kháùc nhau. CHƯƠNG 2 : LƯỢÏNG TỬÛ HOÁÙ BÀI GIẢNG MƠN XỬ LÍ SỐ TÍN HIỆU (C)2005 Lê Tiến Thường 27 2.3. Bộ chuyển đổi D/A Bảûng 2.3.1. Cáùc loạïi bộä chuyểån đổåi. CHƯƠNG 2 : LƯỢÏNG TỬÛ HOÁÙ xQ=R(b12-1 + b22-2 + + bB2-B - 0,5)Lấy bù 2 xQ=R(b12-1 + b22-2 + + bB2-B - 0,5)Nhị phân offset xQ=R(b12-1 + b22-2 + + bB2-B)Nhị phân thông thường Quan hệ vào/raLoại chuyển đổi BÀI GIẢNG MƠN XỬ LÍ SỐ TÍN HIỆU (C)2005 Lê Tiến Thường 28 CHƯƠNG 2 : LƯỢÏNG TỬÛ HOÁÙ 2.3. Bộ chuyển đổi D/A 01002.50047.500121100 01013.12558.125131101 01103.75068.750141110 01114.37579.375151111 --5.000810.00016-- b1b2b3b4xQ = Qm’m'xQ = Qmm Bù 2Nhị phân offsetNhị phân thông thường B1b2b3b4 BÀI GIẢNG MƠN XỬ LÍ SỐ TÍN HIỆU (C)2005 Lê Tiến Thường 29 CHƯƠNG 2 : LƯỢÏNG TỬÛ HOÁÙ 2.3. Bộ chuyển đổi D/A 1011-3.125-51.87530011 1100-2.500-42.50040100 1101-1.875-33.12550101 1110-1.250-23.75060110 1111-0.625-14.37570111 00000.00005.00081000 00010.62515.62591001 00101.25026.250101010 00111.87536.875111011 BÀI GIẢNG MƠN XỬ LÍ SỐ TÍN HIỆU (C)2005 Lê Tiến Thường 30 CHƯƠNG 2 : LƯỢÏNG TỬÛ HOÁÙ 2.3. Bộ chuyển đổi D/A Bảûng 2.3.2. Mã chuyẽ åån đổåi cho B = 4 bit, R = 10 V. Vớùi trườøng hợïp nhị phân thông thâ â ườøng, cáùc giáù trị xQ dương, chia đềàu khoảûng [0, 10]V, vớùi giáù trị lớùn nhấát R – Q = 10 – 0.625 = 9.375. Đốái vớùi nhị phân offset, câ ùùc mứùc giáù trị đượïc offset nửûa thang, R/2 = 5V, vàø chia đềàu khoảûng [-5, 5]V, vớùi giáù trị cựïc đạïi R – Q = 5 – 0.625 = 4.375 B 1000-5.000-80.00000000 1001-4.375-70.62510001 1010-3.750-61.25020010 BÀI GIẢNG MƠN XỬ LÍ SỐ TÍN HIỆU (C)2005 Lê Tiến Thường 31 2.3. Bộ chuyển đổi D/A Đểå ýù rằèng cáùc ngưỡng trên cũ â ûûa thang, R = 10 vàø R/2 = 5 trình bàøy trong bảûng chỉ nhằèm tham khảûo, không thê åå hiệän cho mộät mứùc lượïng tửû. Cộät cuốái cùøng biểåu thị mã bũ øø hai. Mã nã øøy cóù đượïc từø cộät thứù nhấát, lấáy bùø MSB, b1. Cáùc giáù trị lượïng tửû hóùa xQ biểåu diễn bơã ûûi loạïi mã nã øøy cũng giõ ááng như mã nhị phân õ â offset, nghĩa làø đượïc ghi trong cộät thứù 5 củûa bảûng. Mã bũ øø hai cóù thểå hiểåu làø cáùc mã nhị phân tuyẽ â áán tính thông thâ ườøng quấán quanh mộät vòøng tròøn, minh họïa như H.2.3.2. CHƯƠNG 2 : LƯỢÏNG TỬÛ HOÁÙ BÀI GIẢNG MƠN XỬ LÍ SỐ TÍN HIỆU (C)2005 Lê Tiến Thường 32 CHƯƠNG 2 : LƯỢÏNG TỬÛ HOÁÙ 2.3. Bộ chuyển đổi D/A Hình vẽ nã øøy thểå hiệän cáùc sốá nguyên â m ởû dạïng nhị phân â thông thâ ườøng vàø giáù trị âm cuâ ûûa chúùng ởû nừøa dướùi hình tròøn. Trị âm cuâ ûûa bấát kỳø sốá dương m nàøo trong nửûa trên vô øøng tròøn cóù thểå tính theo nguyên tâ ééc lấáy bùø mọïi bit vàø cộäng thêm 1 nhâ ư thườøng lệä, nghĩa làø .12 +=mm c BÀI GIẢNG MƠN XỬ LÍ SỐ TÍN HIỆU (C)2005 Lê Tiến Thường 33 CHƯƠNG 2 : LƯỢÏNG TỬÛ HOÁÙ 2.3. Bộ chuyển đổi D/A H.2.3.2. Mã bũ øø hai. BÀI GIẢNG MƠN XỬ LÍ SỐ TÍN HIỆU (C)2005 Lê Tiến Thường 34 CHƯƠNG 2 : LƯỢÏNG TỬÛ HOÁÙ 2.4. Bộ chuyển đổi A/D H.2.4.1. Bộä chuyểån đổåi A/D B bit. BÀI GIẢNG MƠN XỬ LÍ SỐ TÍN HIỆU (C)2005 Lê Tiến Thường 35 CHƯƠNG 2 : LƯỢÏNG TỬÛ HOÁÙ 2.4. Bộ chuyển đổi A/D H.2.4.1. Bộä chuyểån đổåi A/D B bit. BÀI GIẢNG MƠN XỬ LÍ SỐ TÍN HIỆU (C)2005 Lê Tiến Thường 36 CHƯƠNG 2 : LƯỢÏNG TỬÛ HOÁÙ 2.4. Bộ chuyển đổi A/D H.2.4.2. Bộä chuyểån đổåi A/D B bit. BÀI GIẢNG MƠN XỬ LÍ SỐ TÍN HIỆU (C)2005 Lê Tiến Thường 37