39. Способы преобразования измерений для передачи на значительные

1. Перед оцифровкой нужно сделать нормализацию диапазона. АЦП работают в достаточно узком диапазоне и могут измерять несколько каналов. Поэтому все измеряемые сигналы нужно масштабировать до входного диапазона АЦП. Для этого используют отдельные схемы. Пример простейшей схемы – делитель напряжения на ОУ.

2. Для передачи аналоговой величины на дальние расстояния нужно сделать Аналогово-Цифровое преобразование

Цифровые данные объективны. Их сложнее испортить при передаче на дальние расстояния. С ними проще производить различные операции.

Виды АЦП:

• Параллельные

• АЦП последовательного напряжения

• σ-δ АЦП.

Цифровые значения величин можно передавать на сколь угодно дальние расстояния по стандартным каналам: Ethernet, Оптические волокна, мобильные сети, спутниковая связь и т.д.

3. Преобразование координат и единиц измерения. Работать с напряжением в вольтах значительно удобнее, чем с кодами АЦП (которые у разных устройств разные). Измерения могут производиться не относительно нуля, а относительно смещённого опорного сигнала.

4. Вычисление результатов косвенных измерений. Если, например, требуется измерить температуру с помощью терморезистора, то измеряют ток и напряжение. Нет смысла тащить эти данные на другое устройство. Проще поделить одно на другое сразу.

5. Статистическая обработка результатов с целью повышения точности: усреднение, фильтрация. Иногда можно сразу посчитать дисперсии, распределения или частоты каких-то событий.

6. Сжатие. Есть сжатие с потерями, есть без.

Zip – один из наиболее популярных форматов для сжатия без потерь.

В начале файла помещается строчка из 256 всевозможных байт. Затем идёт таблица:

На сколько байтов надо отступить назад (смещение)

Сколько байтов скопировать (длина).

===== =====

▲ |

└─────────────┘

отступить на 79 байт назад

и скопировать оттуда 5 байт

Далее применяется дополнительное кодирование. Суть: часто встречающиеся символы кодируются меньшим числом бит. Более редкие – большим.

Для изображений есть tiff и png (почти как ZIP). А есть jpeg. Он с потерями.

1. Переход в пространство YCbCr (яркость, краснота, голубизна). Разрешения для цветов понижаются, т.к. они не так важны.

2. Изображение бьётся на квадратные блоки, делается косинусное преобразование Фурье и сохраняются амплитуды соответствующих элементов базиса. Высокие частоты можно удалять и это будет почти незаметно.

3. Далее что-то типа zap.

Примерно аналогичным образом устроен и MP3.

7. Для надёжности к данным можно добавлять контрольные суммы, чтобы на при приёме можно было их сравнить и убедиться в том, что при передаче информация не была искажена или коды коррекции, чтобы можно было восстановить часть утерянных данных.

Источники

Кравцов А.В. Электрические измерения

http://math.ivanovo.ac.ru/school/sh/archiver.html

https://habr.com/ru/post/454944/

https://ru.wikipedia.org/wiki/MP3