2 Квантование по времени и по уровню.

Квантование по времени и квантование по уровню Подавляющее большинство технологических параметров являются аналоговыми, т.е. непрерывно изменяющимися во времени. Привлечение цифрового устройства — ЭВМ — к контролю и управлению технологическими процессами требует решения двух вопросов: в какие моменты времени измерять аналоговые параметры и как преобразовывать в конкретное число значение параметра, которое может быть совершенно произвольным (конечно, в заданных пределах). Ответы на эти вопросы связаны с двумя процессами: квантованием по времени и квантованием по уровню — заменой аналогового (непрерывного) сигнала дискретными (фиксированными, а значит, следующими друг за другом с разрывом) значениями. Уже рассматривались понятия «дискретная величина» и «дискретный сигнал». Процесс превращения аналогового сигнала в дискретный называется квантованием сигнала. Квантование по времени заключается в том, что из аналогового (непрерывного) сигнала выбираются отдельные его значения, соответствующие моментам, когда измерительная аппаратура выполняет очередное изменение, т.е. преобразование этого сигнала в цифровой код. Моменты преобразования сигнала обозначены на, а как tu t2 и т.д. Кружками показаны значения сигнала в эти моменты, которые являются произвольными. Чем реже будут следовать моменты преобразования сигнала, тем сильнее он может измениться за промежуток времени между двумя преобразованиями, следовательно, снижается точность его преобразования. Поэтому чем быстрее может изменяться входной сигнал, тем чаще должны выполняться его преобразования, т.е. больше должна быть частота квантования .Квантование по уровню заключается в создании шкалы уровней квантования, заполняющей весь диапазон возможных значений непрерывного сигнала Уровни квантования отстоят друг от друга на шаг квантования, который определяется точностью измерения сигнала используемой аппаратурой. При квантовании точные значения сигнала заменяются на ближайшие к ним значения шкалы квантования, т.е. округляются. Это хорошо видно на, где для сравнения штриховой линией показан входной сигнал. Следовательно, для повышения точности преобразования следует уменьшать шаг квантования повышая точность измерительной аппаратуры.

В автоматических системах контроля и измерения используют оба вида квантования одновременно. Квантование сигналов по времени позволяет заменить непрерывный процесс отслеживания значения сигнала импульсным, что высвобождает аппаратуру в промежутках между двумя преобразованиями сигнала и позволяет в эти промежутки производить измерения других сигналов. Каждый из сигналов в течение промежутка между двумя преобразованиями считается неизменяющимся. В результате автоматическая система «видит» непрерывный сигнал, показанный штриховой