Quantizzare

3 maggio 2018

MB

 

Quantizzare significa “rendere in quanti”.

Un quanto è una una unità indivisibile. Per esempio tutti sappiamo che cosa è un gregge: il qua nto del gragge è la pecora. Un gregge è formato da un numero intero di pecore.

In questo universo tutto è “quantizzato” in particolare la materia ed il campo elettromagnetico si scambiano energie per “quanti”. Questo significa che un fiore (materia), esposto alla luce del sole (radiazione elettromagnetica) assorbira un numero intero di quanti di energia  (ogni quanto vale hndove h è la costante di Plank e n è la frequenza.

 

Quanizzare un segnale sigifica fare questa orepazione:

in pratica il segnale (che è rappresentato da una funzione continua f(t) ) viene approssimato con una serie di valori che sono tutti multipli interi di una certa quantità (un quanto). Nella figura un quanto corrisponde ad un quadratino  ed ha una estensione verticale (ampiezza ed una estensione orizzontale (tempo).

Quando il segnale è rappresenttao in questo modo risulta tradotto in una successione di numeri che possono facilmente essere trattati da dispoditivi digitali (primo tra tutto il computer, i DSP, ecc.).

 

Il convertitore A/D (da Analogico a Digitale)  trasforma un segnale continuo (analogico) in una serie di numeri interi che ne apprssimano l’ampiezza prelevata ad intervalli regolari.

Il segnale in grigio nella figura qui sopra diventa

 

0,  4,  5,  4,  3,  4,  6,  7,  5,  3,  3,  4,  4

 

Il Teorema di Shannon stabilisce che, con opportune  ipotesi, è possibile ricostruire un segnale analogico a partire da una serie di suoi campioni. Questo consente di quantizzare un segnale (con un convertitore A/D, elaborarlo in vario modo con un compurer (o DSP) e quindi di riconvertirlo in forma analogica (con un convertirore D/A).

 

Prima dell’avvento dei computer qualsiasi eleborazione sui segnali poteva essere svolta solo con dispoitivi analogici (che hanno dei pregi ma anche delle limitazioni). Nel mondo analogico per ogni funzione si deve realizzare un dispositivo da hoc. Nel mondo digitale con un computer si può implemenare qualsiasi eleborazione anche quelle che, con i dispositivi analogici, non sono realizzabili.