Аналогово-цифровой преобразователь

Аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) — устройство, предназначенное для преобразования входного аналогового сигнала в двоичный цифровой код (цифровой сигнал).

Входной сигнал, полученный с усилителя, необходимо перевести в понятный для микропроцессора фотокамеры формат. Эту функцию выполняет АЦП, преобразующий аналоговые величины в цифровую последовательность. Основная характеристика АЦП — его разрядность— количество дискретных уровней сигнала, распознаваемых и кодируемых АЦП.

В АЦП современного цифрового фотоаппарата используется двоичная система исчисления. Количество дискретных уровней вычислить несложно: возведите 2 в степень разрядности. Разрядность 8 битов означает, что преобразователь способен определить 28 уровней сигнала и отобразить их в виде 256 различных значений.

В большинстве фотокамер среднего уровня используют 8-битный АЦП, то есть оцифровка аналогового сигнала происходит по 256 уровням для каждого из трех каналов RGB-модели: красного (R — red), зеленого (G — green) и синего (В — blue). Минимальной яркости каждого цвета присваивается значение 0, максимальной — 255. Глубина цвета при этом составит 24 бита (по 8 бит на каждый из трех каналов RGB), следовательно, каждый канал RGB дает 256 комбинаций уровней яркости. Перемножив 256x256x256, мы получим 16 777 216 цветовых оттенков, воспроизводимых фотокамерой с 8-битным АЦП в режимах TIFF и JPEG, а в режиме RAW — 10 бит на канал. У профессиональных фотокамер этот показатель несколько выше: АЦП с разрядностью 10, 12 и даже 16 бит на канал с глубиной цвета 30, 36 и 48 бит. В камерах, встроенных в сотовые телефоны, разрядность АЦП не превышает 4-6 бит на канал с глубиной цвета 12 и 18 бит соответственно.

Очень важно, чтобы разрядность АЦП соответствовала динамическому диапазону ПЗС-матрицы,так как при узком динамическом диапазоне АЦП с большой разрядностью нечего будет распознавать. Размер матрицы также влияет на характеристики динамического диапазона и чувствительность: чем больше площадь каждого элемента, тем больше света попадает на него, соответственно возрастает чувствительность, а большой размер пикселя подразумевает большую потенциальную яму, а следовательно, и широкий динамический диапазон. У профессиональных камер с большими матрицами чувствительность нередко достигает 6400 ISO, а динамический диапазон требует АЦП с разрядностью 10-12 бит на канал.