Introducción al Dither (Parte II)

Published On Oct-05-2017

Transcripción

Un cuantizador sin ruido, como el que estudiamos en la lección anterior, tiene intervalos de cuantización fijos, por lo que el error de cuantización es el mismo, siempre que recibe la misma señal. Existen dos métodos por los cuales se puede agregar dither a un cuantizador ideal como este. Uno consiste en sumar el ruido con la señal original, mientras que el otro consiste en sumarlo al voltaje de referencia que se utiliza para determinar los intervalos de cuantización.

Figura 9.1. Dither agregado a la señal de entrada

Figura 9.2. Dither agregado al voltaje de referencia

Al agregar dither, su amplitud se sumará con la de la señal original, modificando aleatoriamente el intervalo de cuantización en el que se ubica cada muestra. El error de cuantización deja de ser una función predecible de la señal de entrada y se vuelve una función del dither aleatorio. Como resultado, la distorsión se convierte en ruido de banda ancha, como el ruido rosa. El ruido de baja amplitud, aunque banda ancha, constituye una degradación más tolerable al oído que la distorsión.

Consideremos ahora otras formas de ver el dither. Por ejemplo, una señal de bajo nivel cambia lentamente dentro de un mismo intervalo de cuantización. Si no se aplicara dither, la secuencia de muestras registraría la misma amplitud, el mismo rango de cuantización. Las variaciones originales de amplitud se han perdido. Al aplicar dither, se obligará al cuantizador a alternar entre dos o más intervalos. Cuando más alto sea el voltaje original, más probable es que la suma del voltaje original con el voltaje instantáneo del dither en ese mismo punto se encuentre en el intervalo de cuantización superior. De manera similar, cuanto más bajo sea el voltaje original, más probable es que su suma con el voltaje del dither se encuentre en el intervalo de cuantización inferior. Esto preserva, hasta cierto punto, las variaciones originales de la señal.

La función de transferencia de un cuantizador tiene la forma de una escalera con pasos perfectamente cuadrados. Al agregar dither, esta se modifica en el plano horizontal. Cuando el dither alcanza una amplitud determinada, la función de transferencia se vuelve una línea diagonal.

Figura 9.3. Función de transferencia de un cuantizador, con y sin dither

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