Дискретизація на гармоніках
Мал.2.6
На рис.2.6 B представлений випадок,, коли смуга підмета дискретизації сигналу повністю знаходиться в другій зоні Найквіста. Часто процес дискретизації сигналу, що знаходиться поза першою зоною Найквіста, називається субдискретизацією або гармонійною дискретизацією. Звернете увагу, що бічна смуга в першій зоні Найквіста містить всю інформацію про початковий сигнал, тільки його місцеположення змінене (порядок частотних компонентів в спектрі зворотний, але це легко коректується переупорядковуванням спектральних компонентів на виході БПФ).
На рис.2.6 C показаний варіант підмета дискретизації сигналу, обмеженого третьою зоною Найквіста. Звернете увагу, що в першій зоні Найквіста немає звернення частоти. Фактично, частоти тих, що підлягають дискретизації сигналів можуть лежати в будь-якій унікальній зоні Найквіста, і бічна смуга в першій зоні Найквіста є точним представленням сигналу (за винятком звернення частоти, яке відбувається, коли сигнали розташовані в парних зонах Найквіста). Тут ми можемо знов ясно сформулювати критерій Найквіста:
Для збереження інформації про сигнал частота дискретизації повинна бути рівною або більшою, ніж подвоєна ширина його смуги.
Звернете увагу, що в цьому формулюванні немає ніякої згадки про абсолютне місцеположення смуги дискретизуємих сигналів в частотному спектрі щодо частоти дискретизації. Єдине обмеження полягає в тому, що смуга тих, що підлягають дискретизації сигналів обмежена однією зоною Найквіста, тобто, смуги сигналів не повинні перекривати частоту fs/2 з будь-яким множником (фактично, це і є функцією антиалайзингового фільтру).
Дискретизація сигналів, лежачих вище за першу зону Найквіста, стала популярним завданням, пов'язаним з телекомунікаціями, тому що цей процес еквівалентний аналоговій демодуляції. Звичайною практикою стає дискретизація сигналів ПЧ з подальшим використанням цифрових методів для обробки сигналу з усуненням у такий спосіб потреби в демодуляторі ПЧ. Ясно, що із зростанням ПЧ ростуть і вимоги до продуктивності АЦП . Ширина смуги входу АЦП і характеристики, пов'язані з допустимими спотвореннями сигналів, повинні бути адекватні скоріше ПЧ, чим основній смузі частот. Це є проблемою для більшості АЦП, призначених для обробки сигналів в першій зоні Найквіста, тому для субдискретизації потрібний АЦП, який може обробляти сигнали в інших (більш високочастотних) зонах Найквіста.
Статична передавальна функція ацп і цап і погрішності по постійному струму
Найбільш важливим моментом, що характеризує і ЦАП, і АЦП є той факт, що їх входи або виходи є цифровими, тому сигнал піддається квантуванню. Звичайне N-розрядне слово представляється одним з 2N можливих станів, тому у N-розрядного ЦАП (з фіксованим джерелом опорної напруги) може бути тільки 2N значень аналогового виходу, і він може видавати 2N різних комбінацій, відповідних значенням аналогового входу. Як правило, вхідні аналогові сигнали існують у вигляді напруги або струмів.
Роздільна здатність перетворювачів даних може бути виражена декількома різними способами: вагою молодшого розряду (LSB), долий від повної шкали розміром в один мільйон (ppm FS), мілівольтами (мВ) і т.д. Різні пристрої (навіть від одного виробника) специфікуються по-різному, так що для успішного порівняння пристроїв користувачі АЦП і ЦАП повинні уміти перетворювати характеристик різних специфікацій. Величина молодшого значущого розряду (LSB) для приладів з різною роздільною здатністю приведена на рис.2.7.