2.3 Преобразование дискретизированных сообщений в цифровую форму (кодирование).

В результате описанных двух операций дискретизации во времени и амплитудного квантования непрерывный сигнал представляется в виде конечного числа дискретных отсчетов. Величина каждого отсчета представляет число, которое может принять одно из М возможных целых значений.

Следовательно, передача непрерывных сообщений заменяется передачей последовательности чисел. Эти числа можно выразить в удобной системе счисления и передать по линии связи в виде последовательности кодовых комбинаций. В технических приложениях наибольшее применение находит двоичная система счисления. Реализация двух цифр такой системы (0 и 1) наиболее проста.

Каждому целому числу (уровню квантования) можно поставить в соответствие двоичное n-разрядное число. Обычно используется натуральный двоичный код, в котором кодовые группы соответствуют записи номера передаваемого уровня квантования в двоичном коде, в котором кодовые группы соответствуют номеру передаваемого уровня квантования в двоичной системе счисления, т.е. структура кодовой группы определяется выражением

,

(2.6)

где – кодовый символ i-го разряда ( ).

Сомножители называют весовыми коэффициентами соответствующего разряда или просто «весами» разрядов. Количество уровней амплитуды, которые можно представить в виде n-разрядного двоичного числа, равно

.

(2.7)

Д воичные символы числа М можно представить условно в виде наличия или отсутствия импульса на соответствующих позициях. На рис. 2.4 показана двоичная импульсно-кодовая группа, соответствующая десятичному числу М=107 при числе разрядов n=7.

3. Преобразователь напряжения в цифровой двоичный код (ацп) взвешивающего типа

3.1 Принцип действия преобразователя

Работа преобразователя основана на сравнении кодируемого напряжения x(t) с эталонными напряжениями, изменяющимися по двоичному закону

,

(3.1)

где i=n-1, n-2, … ,1, 0 – номер разряда;

n – число разрядов;

– шаг равномерного квантования;

– эталон наибольшего веса (старшего разряда).

Пусть , .

Преобразование напряжения Х в n-разрядное число осуществляется здесь за n тактов; на каждом такте вырабатывается очередной двоичный символ.

Первый такт. Вырабатывается первое эталонное напряжение и первое опорное напряжение .

Если кодируемое напряжение Х оказалось больше, чем , то первый символ (символ старшего разряда) ; в противном случае

Второй такт. Вырабатывается второе эталонное напряжение и формируется второе опорное напряжение

.

Если , то ; в противном случае

Такие операции повторяются до последнего, n-го такта.

n-й такт. Последнее эталонное напряжение равно шагу квантования по амплитуде , а последнее опорное напряжение уже незначительно отличается от Х

.

Если , то ; в противном случае

На этом цикл преобразования заканчивается.

В таблице 1 в качестве примера указаны значения перечисленных величин для пятиразрядного (n=5) преобразователя, рассчитанного на преобразование напряжений Х, которые могут

принимать любое значение в интервале от до . Величина входного напряжения равна 3,31.

Таблица 1 - Пример преобразования методом взвешивания

Х	Номер такта
3,31	1	4,00	4,00	0
	2	2,00	2,00	1
	3	1,00	3,00	1
	4	0,50	3,50	0
	5	0,25	3,25	1

Преобразователи взвешивающего типа могут быть реализованы в виде систем без обратной связи (сложны, обеспечивают точность преобразования 0,4-0,8%). В преобразователях с обратной связью между входом и выходом преобразуемый сигнал всегда сравнивается с суммой эталонных напряжений, поступающих по цепи обратной связи, поэтому достигается более высокая точность преобразования.