Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


ѕринцип аналого-цифрового преобразовани€ информации




¬ большинстве случаев получаемый непосредственно от источника информации сигнал представлен в форме непрерывно мен€ющегос€ по значению напр€жени€ либо тока (рис. 6.1). “аков, в частности, характер электрического сигнала, соответствующего телефонным, телевизионным и другим видам сообщений. ƒл€ передачи таких сообщений по линии св€зи или дл€ их обработки (например, при фильтрации помех) могут быть использованы две формы: аналогова€ или цифрова€.

јналогова€ форма предусматривает оперирование всеми значени€ми сигнала, цифрова€ форма Ц отдельными его значени€ми, представленными в форме кодовых комбинаций.

ѕреобразование сигналов из аналоговой формы в цифровую выполн€етс€ в устройстве, называемом аналого-цифровым преобразователем (ј÷ѕ). ¬ преобразователе сигналов из аналоговой формы в цифровую можно выделить следующие процессы: дискретизацию, квантование, кодирование.

 

–исунок 6.1

–ассмотрим сущность этих процессов. ѕри этом дл€ определенности в последующем изложении будем считать, что преобразование в цифровую форму осуществл€етс€ над сигналом, представленным в форме мен€ющегос€ во времени напр€жени€.

ƒискретизаци€ непрерывных сигналов. ѕроцесс дискретизации заключаетс€ в том, что из непрерывного во времени сигнала выбираютс€ отдельные его значени€, соответствующие моментам времени, следующим через определенный временной интервал “ (на рис. 3.59 моменты t0 , t1, t2, Еtn). »нтервал “ называетс€ тактовым интервалом времени, а моменты t0 , t1, t2, Еtn, в которые берутс€ отсчеты, Ц тактовыми моментами времени.

ƒискретные значени€ сигнала следует отсчитывать с таким малым тактовым интервалом “, чтобы по ним можно было бы восстановить сигнал в аналоговой форме с требуемой точностью. “актовый интервал определ€етс€ по теореме  отельникова из услови€

 вантование и кодирование. —ущность этих операций заключаетс€ в следующем. —оздаетс€ сетка так называемых уровней квантовани€, сдвинутых друг относительно друга на величину Δ, называемую шагом квантовани€.  аждому уровню квантовани€ можно приписать пор€дковый номер (0,1, 2,3,4 и т.д.). ƒалее полученные в результате дискретизации значени€ исходного аналогового напр€жени€ замен€ютс€ ближайшими к ним уровн€ми квантовани€. “ак, на диаграмме значение напр€жени€ в момент t0 замен€етс€ ближайшим к нему уровнем квантовани€ с номером 3, в тактовый момент t1, значение напр€жени€ ближе к уровню 6 и замен€етс€ этим уровнем и т.д.

ќписанный процесс носит название операции квантовани€, смысл которой состоит в округлении значений аналогового напр€жени€, выбранных в тактовые моменты времени.  ак и вс€кое округление, процесс квантовани€ приводит к погрешности (к ошибкам квантовани€) в представлении дискретных значений напр€жени€, создава€ так называемый шум квантовани€. ѕри проектировании ј÷ѕ стрем€тс€ снизить шум квантовани€ до такого уровн€, при котором он еще обеспечивает требуемую точность. ѕодробнее шум квантовани€ будет рассмотрен далее.

—ледующа€ операци€, выполн€ема€ при аналого-цифровом преобразовании сигналов, Ц кодирование. —мысл ее состоит в следующем. ќкругление значени€ напр€жени€, осуществл€емое при операции квантовани€, позвол€ет эти значени€ представл€ть числами Ц номерами соответствующих уровней квантовани€^ ƒл€ диаграммы, представленной на рисунке, образуетс€ последовательность чисел: 3,6, 7,4,1,2 и т.д. ѕолучаема€ таким образом последовательность чисел представл€етс€ двоичным кодом.

¬ернемс€ к искажени€м, св€занным с процессом квантовани€, названным шумом квантовани€. ѕри телефонной св€зи шум квантовани€ воспринимаетс€ ухом человека действительно в виде шума, сопровождающего речь.

“ак как в процессе квантовани€ значение напр€жени€ в каждый тактовый момент округл€етс€ до ближайшего уровн€ квантовани€, ошибка в представлении значений напр€жени€ оказываетс€ в пределах . —ледовательно, чем больше шаг квантовани€ , тем больше ошибки квантовани€ . —чита€, что в указанных пределах любые значени€ равноверо€тны, можно получить выражение среднеквадратичного значени€ ошибки квантовани€ .

”меньшение шума квантовани€ достигаетс€ только уменьшением шага квантовани€ . “ак как Ц промежуток между соседними уровн€ми квантовани€, то с уменьшением , очевидно, должно возрасти число уровней квантовани€ в заданном диапазоне значений напр€жени€. ѕусть A = Umax Ц Umin Ц ширина диапазона изменений напр€жени€. “огда требуемое число уровней квантовани€ N = A/ +1. ќбычно A/ >> 1 и N= A/ . ќтсюда видно, что уменьшение шума квантовани€ путем уменьшени€ приводит к увеличению числа уровней квантовани€ N. Ёто увеличивает число разр€дов при представлении номеров уровней квантовани€ двоичными кодами. ѕри организации телефонной св€зи номера уровней квантовани€ обычно выражаютс€ семи- восьмиразр€дными двоичными числами, а число уровней квантовани€ N= 27...28 = 128...256.

Ќар€ду с рассмотренными выше погрешност€ми квантовани€ при аналого-цифровом преобразовании возникают аппаратурные погреш≠ности, св€занные с неточностью работы отдельных узлов ј÷ѕ. Ёти погрешности будут вы€вл€тьс€ при рассмотрении различных-схемных построений ј÷ѕ.





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2016-12-05; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 769 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

—туденческа€ общага - это место, где мен€ научили готовить 20 блюд из макарон и 40 из доширака. ј майонез - это вообще десерт. © Ќеизвестно
==> читать все изречени€...

1438 - | 1404 -


© 2015-2024 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.011 с.