1.8 Аналогові та цифрові системи

Сучасні інформаційні комплекси складаються з аналогових та цифрових систем, які призначаються для обробки відповідних сигналів.(рис. 1.22).

Аналогові сигнали формуються різноманітними електровимірювальними перетворювачами (датчиками): – формувачами ЕІС, зокрема датчиками температури, на виході мікрофонів та ін. (рис.1.21.1). Такі сигнали є найбільш поширеними.

В аналогових (лінійних ) ЕС сигнали датчиків підсилюються та обробляються відповідними аналоговими пристроями (рис.1.21.5) до величини, необхідної для оптимального функціонування кінцевих аналогових пристроїв та відображення інформації у формі сприятливій роботі оператора (рис.1.21.7).

Аналогові ЕС (АЕС) сприймають, обробляють та передають ЕІС, які змінюються за законом безперервної (аналогової) функції. При цьому кожному конкретному значенню реальної фізичної величини на вході датчика однозначно відповідає певне значення вибраного електричного параметра постійного чи змінного струму. Перевагами АЕС є теоретично максимальні точність та швидкодія, простота пристроїв. До недоліків відносять низьку завадостійкість і нестабільність параметрів через сильну залежність параметрів таких пристроїв від впливу зовнішніх дестабілізуючих факторів (зміни температури, зміни параметрів елементів – старіння, дії зовнішніх полів та ін.), а також великі спотворення сигналів при передачі на великі відстані, значні труднощі довготермінового зберігання інформації, низька енергетична ефективність.

В сучасних інформаційних системах все більше використовують цифрові методи та системи обробки сигналів, в яких аналогові сигнали датчиків за допомогою аналого-цифрових перетворювачів (АЦП) перетворюються у відповідні цифрові сигнали (рис.1.21.3 ).

В цифрових ЕС (ЦЕС) сигнал фіксується двома рівнями напруги чи струму (високий рівень: логічна 1; низький рівень: логічний 0). Інформація фіксується цифровим кодом (наприклад, 1100101), який відповідає значенню ЕІС в дискретній точці за рівнем та часом. Для чого аналогові ЕІС за допомогою АЦП шляхом квантування за часом та дискретизації за рівнем перетворюються в послідовність цифрових кодів. У фіксовані моменти часу сигнали на виході АЦП тільки приблизно відповідають значенню вхідних сигналів. Процес перетворення та передачі сигналів за допомогою цифрових ЕС зводиться до обробки кодів, пов`язаних зі вхідним аналоговим сигналом. При цьому використовуються досконалі методи та програми обробки сигналів (рис.1.21. 2,5.).

Для фіксації та відображення інформації, сформованої ЦЕС, використовуються цифрові індикатори та пристрої (рис.1.21. 8).

В

Рис. 1.21. Узагальнена структура аналого-цифрової системи обробки інформації

переважній більшості кінцеві пристрої є аналоговими, а тому в складі ЦЕС передбачають зворотне перетворення – цифро-аналогове, для чого використовують цифро-аналогові перетворювачі ( ЦАП, рис.1.21.6 ). При цьому кожний цифровий код, що поступає на вхід ЦАП, формує відповідне значення аналогового сигналу.

До переваг цифрових ЕС відносять: - високі завадостійкість та надійність; - можливість довготривалого зберігання інформації без втрат; - економічна та енергетична ефективність; - сумісність з інтегральною технологією.

Недоліки ЦЕС: малі швидкодія та точність порівняно з АЕС.

Сучасні електронні системи в основному передбачають обробку цифрових сигналів. З кожним роком обсяг виробництва ЦЕС суттєво збільшується і у відсотках значно перевищує виробництво АЕС.