Campionamento di segnali analogici (superiori): differenze tra le versioni

nessun oggetto della modifica
Nessun oggetto della modifica
== Campionamento ==
[[File:Sampled.signal.svg|miniatura|Fase di campionamento.]]
Il '''campionamento''' – in senso stretto – consiste nell’osservare il segnale analogico solo in determinati istanti detti '''istanti di campionamento'''. Il circuito ''sample and hold'', pertanto, è funzionale a questo scopo. Si decide di osservare il segnale solo in alcuni istanti, riducendo così l'asse del tempo da un numero di elementi infiniti a un numero di elementi finiti. Questo processo è anche noto come passaggio da tempo continuo (infiniti campioni in un intervallo limitato) a tempo discreto (numero finito di campioni in un intervallo limitato).
 
{{Notabene|Nonostante la fase di campionamento sia solo la prima, a cui seguono quantizzazione e codifica, spesso – in numerosi testi – l'intera procedura viene indicata come campionamento.}}
Secondo il [[w:Teorema del campionamento di Nyquist-Shannon|Teorema di Shannon]], se la frequenza di campionamento è superiore al doppio della banda del segnale da campionare (<math>F_C>2B</math>) è possibile ricostruire il segnale di partenza (analogico) ''senza errori'' se si sono acquisiti un numero infinito di campioni. Naturalmente, questo non sarà mai possibile, però l'asserzione di fondo è semplice: a livello teorico la procedura di campionamento (osservare solo una parte del segnale) non riduce la conoscenza sul segnale stesso.
 
Secondo il [[w:Teorema del campionamento di Nyquist-Shannon|Teorema di Shannon]], se la frequenza di campionamento è superiore al doppio della banda del segnale da campionare (<math>F_C>2B</math>) è possibile ricostruire il segnale di partenza (analogico) ''senza errori'' se si sono acquisiti un numero infinito di campioni. Naturalmente, questo non sarà mai possibile, però l'asserzione di fondo è semplice: a livello teorico la procedura di campionamento (osservare solo una parte del segnale) non riduce la conoscenza sul segnale stesso, e – bisogna ammetterlo – questo concetto è decisamente affascinante.
{{Notabene|In molti testi stampati, sia di elettronica, sia di telecomunicazioni, il Teorema di Shannon viene esposto come <math>F_C\ge 2B</math>. Quest'affermazione è palesemente falsa poiché, campionando il più semplice dei segnali, un segnale sinusoidale, con una frequenza di campionamento '''pari''' al doppio della sua banda (in questo caso, frequenza), anche se si acquisissero infiniti campioni in sede di ricostruzione del segnale si otterrebbe una splendida linea retta (non una sinusoide).
 
{{Notabene|'''ATTENZIONE''' In molti testi stampati (per non parlare della documentazione sparsa nel web), sia di elettronica, sia di telecomunicazioni, il Teorema di Shannon viene esposto come <math>F_C\ge 2B</math>. Quest'affermazione è palesemente falsa poiché, campionando il più semplice dei segnali, un segnale sinusoidale, con una frequenza di campionamento '''pari''' al doppio della sua banda (che, in questo caso, coincide col doppio della sua frequenza), anche se si acquisissero infiniti campioni, in sede di ricostruzione del segnale si otterrebbe una splendida linea retta (nonanziché una sinusoide).
 
Provare per credere.}}
 
In questa fase viene determinata la cosiddetta '''[[w:Frequenza di campionamento|frequenza di campionamento]]''' <math>F_C</math>, il numero di volte al secondo in cui il segnale analogico viene misurato e memorizzato.
 
=== Frequenze di campionamento per segnali audio ===
Riprendendo l'esempio iniziale dell'acustica – non perché strategicamente rilevante, ma perché di immediata comprensione – è noto che le frequenze che l'orecchio può udire arrivano, in soggetti giovani, sino a <math>20~\text{kHz}</math>. La frequenza di campionamento, pertanto, dovrebbe essere superiore al doppio della banda del segnale per ottenere buoni risultati. Non sempre è così: tutto dipende dagli utilizzi che si vuole fare del segnale stesso.
{| class="wikitable"
|+Principali frequenze di campionamento in ambito audio
!Frequenza di
campionamento
!Utilizzi
|-
|<math>8~\text{kHz}</math>
|[[w:Telefono|telefono]] e comunicazioni senza fili come [[w:Walkie-talkie|walkie-talkie]]
|-
|<math>44,1~\text{kHz}</math>
|[[w:Audio CD|audio CD]], utilizzata spesso con la compressione audio [[w:MPEG-1|MPEG-1]] per la creazione dei protocolli [[w:Video CD|VCD]], [[w:SVCD|SVCD]], e [[w:MP3|MP3]].
|-
|<math>48~\text{kHz}</math>
|frequenza di campionamento audio standard per [[w:Digital Audio Tape|Digital Audio Tape]], [[w:MiniDV|miniDV]], [[w:Digitale terrestre|digitale terrestre]], [[w:DVD|DVD]] e per la produzione di [[w:Film|film]].
|}
 
== Quantizzazione ==