3.4. Кодирование измерительной информации
Под кодированием измерительной информации понимают процесс преобразования измерительных сигналов в комбинации из дискретных сигналов [33]. При этом правила, в соответствии с которыми производятся данные преобразования, называются кодом. Элементами кодовых комбинаций могут быть буквы и цифры, а в технических устройствах в качестве элементов кода могут быть использованы различные импульсные сигналы.
Использование кодирования измерительных сигналов позволяет представлять сигналы в форме, удобной либо для их восприятия, либо для ввода в вычислительные устройства; передавать больший объем информации; согласовывать параметры измерительной информации и передающих каналов; повышать помехоустойчивость передачи, хранения и обработки информации.
Метод кодирования определяется такими факторами, как объем измерительной информации; количество используемых кодовых признаков; параметры передающих каналов; возможности технических средств и т.д.
Коды классифицируют в соответствии с такими критериям, как структурные характеристики самого кода (число кодовых признаков – единичные, двоичные многопозиционные; количество разрядов кодовой комбинации – равномерные и неравномерные; способ образования кодовой комбинации – избыточные и неизбыточные, разделимые и неразделимые; соответствие постоянного числа символов кодовой комбинации передаваемому числу – блочные и неблочные и т.д.) и характеристики сигналов (элементов) кода (рис.14).
К числовым характеристикам кода относят:
- основание кода m - число цифр, букв, из которых строится код;
- длину кода n – число разрядов кодовой комбинации;
- мощность кода
,
т.е. число кодовых комбинаций, используемых
для передачи информации;
- число информационных разрядов k;
- полное число
кодовых комбинаций
,
т.е. число всех возможных комбинаций;
- число проверочных
разрядов
;
- избыточность
кода R , для разделимых
блочных кодов
;
- кодовое расстояние между кодовыми комбинациями d–число разрядов с различными символами;
- минимальное
кодовое расстояние
;
- характеристики помехоустойчивости избыточных кодов;
- вероятности необнаружения ошибки и т.д.
Наиболее распространена классификация кодов по числу используемых кодовых признаков. В соответствии с этой классификацией различают единичные, двоичные, многопозиционные коды.
Единичный код
является число- импульсным непозиционным,
в нем используется один элемент, например,
цифра 1. Код отличается простотой, его
применение ограничено рамками
промежуточных преобразований. Двоичный
код используется чаще, в нем используют
два символа 0 и 1, количество разрядов
может быть постоянным и непостоянным,
является позиционными, т.к. числовое
значение символа определяется его
местом в комбинации. В соответствии с
этим кодом любое целое число может быть
выражено как
,
где n – число разрядов
кодовой комбинации;
-
число данной системы счисления, стоящее
в определенном разряде. Например, кодовая
комбинация 1101 соответствует числу
Максимальное
число, которое может быть представлено
двоичным кодом
.
В десятичных кодах
каждая десятичная цифра представляется
в виде
,
например,
.
Такой код легко реализуется техническими
средствами и воспринимается человеком.
В двоично- десятичных кодах каждая десятичная цифра представляется группой цифр, состоящей из четырех двух- позиционных разрядов. Например, кодовая комбинация 1001 0000 0010 также соответствует числу 902.
В двоичных кодах при переходе от одного числа к другому может происходить одновременно изменение цифр в нескольких разрядах, что приводит к значительным ошибкам при кодировании. Чтобы устранить ошибки такого рода, используют специальные отраженные коды, в них при таких переходах в числах кодовые комбинации отличаются только цифрой одного разряда [46].