Дискретные системы автоматического управления, страница 5

Рис. 5.9. Схема аппаратного выделения шума квантования

         Оценим мощность шума квантования. Для этого рассмотрим подробнее статическую амплитудную характеристику (АХ) нелинейного звена, показанного на рис. 5.8. Такого же вида характеристику будет иметь и вся схема формирования РЦС (то есть, АЦП). Характеристика изображена на рис. 5.10.

Рис. 5.10. Амплитудная характеристика многоступенчатого реле*

         Величина , как уже указывалось выше, называется шагом квантования. Отрезок  длиной  называется диапазоном преобразования.

         Если рассматривать схему формирования РЦС в установившемся режиме (когда квантованием по времени можно пренебречь), то выражение для шума квантования (5.4) можно переписать так:

где  приобретает смысл ошибки квантования. Из графика, показанного на рис. 5.10, видно, что  (соответствует, например, точке, примыкающей слева к точке ), а  (соответствует, например, точке, примыкающей справа к точке ). Зависимость  показана на рис. 5.11.

Рис. 5.11. Статическая зависимость ошибки кантования от величины входного аналогового сигнала

         Положим, что сигнал  является случайным процессом с равномерным распределением в диапазоне преобразования. Тогда шум квантования (ошибка) также имеет равномерное распределение, показанное на рис. 5.12.