OK, tot nu toe enkel nog maar tijd besteed aan het verschil tussen digitaal en analoog. So far, so good.
Laten we nu eens aandacht besteden aan hoe een digitale waarde gemaakt kan worden, door wat quantisatie heet.
Quantisatie is een link tussen een analoge waarde, en de bijhorende digitale “code” van 0′en en 1′tjes. In principe kan je zelf een eigen quantisatie ontwikkelen. De best bekende quantisatie is echter gewoon het binaire stelsel. Dat laat toe om met bv. 8-bits (8 digitale signalen na elkaar of in parallel met elkaar) 256 verschillende niveau’s te maken.
Laten we het nu wat praktischer bekijken. We bekijken het RGB-stelsel. Het RGB-systeem wordt vaak gebruikt om kleuren een digitale waarde te geven. Elk kanaal (R,G en B) heeft 8-bits. Dus het rode kanaal wordt opgebouwd met 8 bits, en kan maximum 256 verschillende niveau’s maken.
Zie je het nadeel?
Neen, dan maak ik het nog even duidelijker. Tussen fel rood en volledig zwart, zijn maar 256 kleurniveaus. Niet meer dan dat. Hoewel het echte rode spectrum oneindig veel uitgebreider is, kunnen er dus maar 256 roodtinten gemaakt worden met de standaard 8 bit.
Quantisatie beperkt dus ALTIJD de niveaus die bestaan, terwijl dit bij analoog niet zo is. Je verliest dus altijd resolutie door iets digitaal te maken.
Voor een scherm kan je dat misschien absoluut niets schelen. 8 bits lijken vaak voldoende om foto’s te bekijken e.d. Maar het gaat natuurlijk veel verder. In elektronica wordt er bijvoorbeeld vaak gebruik gemaakt van AD-convertors (Analoog naar Digitaal). Die hebben ook hun “resolutie”.
Stel dat je een AD-convertor hebt met een bereik tussen -10V en +10V, en een resolutie van 8 bit. Dat betekend dat de rangen van 20V in 256 deeltjes geknipt wordt door de convertor. Dat betekend een maximale gevoeligheid van 78mV. Een verschil kleiner dan dat, wordt niet opgemerkt door de AD-convertor.
Lijkt onbelangrijk, maar het beperkt weer de resolutie van het uiteindelijke resultaat.
Quantisatie is dus de eerste factor die er voor zorgt dat een digitaal signaal minder gedefinieerd is dan een analoog. Een analoge LP (in een ideaal volledig analoog versterkercircuit) kan dus in principe oneindig meer detail bevatten dan een CD.
Daarmee weet je al één deel van het verhaal waarom digitaal niet zo super is als het lijkt. Volgend punt op het agenda: Fourrier-reeksen, het Shannon-Nyquist theorema en ideale sampling + implicaties (waarschijnlijk in meerdere delen). Dit theorema en zijn gevolgen is nog vele malen belangrijker dan quantisatie in de beperkingen van digitaal. (Merk hier op: een origineel digitaal signaal heeft zelden last van het quantisatie-probleem…tenzij je naar lagere resoluties gaat, maar dat moge duidelijk zijn)
