1.6.3. Квантование по уровню и времени

Квантование по уровню и вре­мени осуществляется путем замены через время t значений функции ближайшим дискретным уровнем. Процесс квантования функции представлен на рис. 1.6.3. Проводятся линии, параллельные оси абсцисс с шагом q, затем линии с шагом , параллельные оси времени.

В данный момент времени передается только одно значение уровня, ближайшее к кривой . При квантовании по уровню и по времени по­грешность от квантования

(1.6.3)

Рис. 1.6.3. Квантование сообщения по уровню и времени

Погрешность результата измерения определяется восприятием и се­лекцией измеряемой физической величины в исследуемом или контроли­руемом процессе и формированием первичного измерительного сигнала.

Операция преобразования аналогового измерительного сигнала в цифровую форму имеет место во всех измерительных устройст­вах – без ее выполнения принципиально невозможно получить результат измерения в виде конечного числа. В стрелочных измерительных прибо­рах наблюдатель сам осуществляет сопоставление плавно изменяющего­ся угла отклонения стрелки с делениями шкалы и взятие отсчета.

В цифровых измерительных приборах и аналого-цифровых преобра­зователях эта операция автоматизирована. В цифровых приборах в соот­ветствии со значением измеряемой величины образуется код, а затем в соответствии с кодом измеряемая величина представляется на отсчетном устройстве в цифровой форме.

1.7. Кодирование

Кодом называется мно­жество целых рациональных чисел, сопоставляемых по определенному алгоритму с множеством сообщений. Под множеством рациональных чисел подразумевается совокуп­ность дискретных сигналов в виде кодовых комбинаций. Поэтому коди­рованием называется преобразование дискретных сообщений в дискрет­ные сигналы в виде кодовых комбинаций, а декодированием – обратный процесс однозначного восстановления передаваемых дискретных сооб­щений.

Для квантования сигнала пересчет номера интервала в другую систему счисления (двоичную или десятичную) также является кодиро­ванием.

Целями кодирования являются:

– передача по общему каналу связи нескольких сообщений для кодово­го разделения сигналов;

– повышение помехоустойчивости и достоверности передачи сообще­ний;

– уменьшение избыточности (экономичное использование частот кана­лов связи);

– снижение стоимости хранения и передачи сообщений;

– возможность засекречивания передач.

Основные характеристики кода:

m – основание кода, равное числу отличающихся друг от друга сим­волов в алфавите;

n – длина кодовой комбинации (разрядность кода); n равно числу одинаковых или отличающихся друг от друга символов в кодовой комбинации; если все кодовые комбинации одинаковы по длине, то код называется равномерным, а неравномерным – в том случае, если разрядность кода непостоянна;

N – число кодовых комбинаций в коде (объем кода). Каждая комби­нация может представлять собой отдельное сообщение.

При передаче символы кода отображаются в виде элементарных электрических импульсов. Эти импульсы могут отличаться по некоторым избирающим признакам (амплитуде, частоте и т.д.), число которых в коде равно m. Существуют параллельный и последовательный способы передачи кодовых сигналов. При последовательной передаче все кодовые комбинации и их элементарные импульсы передаются последовательно во времени по общей проводной линии или каналу связи; при параллельной передаче каждому разряду кодовой комбинации выделяется отдельная проводная линия или канал связи.

По способу образования кодовых комбинаций коды можно разделить на две большие группы: числовые коды (цифровые), в которых кодовые комбинации образуют ряд возрастающих по весу чисел, определяемый системой счисления, и нечисловые коды, в основу принципов комбини­рования которых положены законы математической теории соединений (законы перестановки, размещения, сочетания и др.).