取樣

什麼是類比信號和數位信號？

• 類比信號 是一種連續的信號，在任何時段內都有無限多個數據點，如同自然界中的聲音或光。

• 數位信號 則是由離散的數據點組成，每個數據點在特定時間點取特定值，這種信號適用於電腦處理和儲存，因為它們能夠以二進位形式表示。

信號的取樣過程

將類比信號轉換成數位信號涉及 取樣 和 量化 兩個步驟，有的教科書會提到，量化之後還有編碼，這牽涉到儲存格式的問題。

1. 取樣：選擇連續信號在特定時間點的值，從而將無限多的數據點轉換為有限數目的點。這一過程是將類比信號轉換成數位信號的第一步。

   下圖說明了取樣過程：

   

2. 量化：由於數位系統只能表示有限數目的值，因此在取樣後，每個取樣點的值會被轉換為最接近的預定數位值。這個過程是不可逆的，因為它涉及到近似值，從而引入了所謂的量化雜訊 (quantization noise)。

練習 1

• 取樣過程在理論上是可逆的嗎？說明你的看法和理由。