Menu English Ukrainian Russian Home

Бесплатная техническая библиотека для любителей и профессионалов Бесплатная техническая библиотека


Как представить информацию в цифровых устройствах? Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Бесплатная техническая библиотека

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Начинающему радиолюбителю

Комментарии к статье Комментарии к статье

Под информацией в широком смысле принято понимать различные сведения о событиях в общественной жизни, явлениях природы, о процессах в технических устройствах. Она содержатся в нашей речи, в текстах книг и газет, в показаниях измерительных приборов и отображает разнообразие, присущее объектам и явлениям реального мира. Информацию, воплощенную и зафиксированную а некоторой материальной форме, называют сообщением и передают с помощью сигналов. Природа большинства физических величин такова, что они могут принимать любые значения в каком-то диапазоне (температура, давление, скорость и т.д.).

Сигнал, отображающий эту информацию и возникающий на выходе соответствующего датчика, на любом временном интервале может иметь бесконечное число значений. Так как в данном случае непрерывный сигнал изменяется аналогично исходной информации, его обычно называют аналоговым, а устройства, в которых действуют такие сигналы - аналоговыми. Существуют также дискретные сообщения, параметры которых содержат фиксированный набор отдельных значений. А так как этот набор конечен, то и объем информации в таких сообщениях конечен.

На практике непрерывные сообщения можно представлять в дискретной форме. Непрерывность сообщений по величине не может быть реализована в связи с погрешностью источников и приемников информации и наличием помех в канале передали информации. Поэтому к непрерывным сигналам, отображающим сообщения, можно применять квантование по уровню и по времени, При квантовании по уровню совокупность возможных значений напряжения или тока заменяют конечным набором дискретных значений из этого из этого интервала.

Квантование по времени предусматривает замену непрерывного сигнала последовательностью импульсов, следующих через определенные промежутки временя (рис. 1), называемых тактовыми. Если тактовые интервалы выбраны соответствующим образом, то потери информации не происходит. При одновременном введении квантования по времени и по уровню амплитуда каждой выборки будет принимать ближайшее разрешенное значение из выбранного конечного набора значений. Совокупность всех выборок образует дискретный или цифровой сигнал. Каждое значение дискретного сигнала можно представить числом. В цифровой технике такой процесс называется кодированием (дискретизацией), а совокупность полученных чисел - кодом сигнала.

Как представить информацию в цифровых устройствах?
Рис. 1

Вместо преобразования или передачи конкретных сигналов эти операции в устройствах цифровой техники могут быть выполнены над их кодами. При этом можно оперировать и аналоговыми сигналами, которые преобразуются в цифровые -с помощью АЦП.

Таким образом, дискретное сообщение состоит из набора чисел и символов (например, знаков "+" и "-"). Каждое число состоит из цифр. Способ записи чисел цифровыми знаками называется системой счисления. В цифровой технике используются так называемые позиционные системы счисления [20, 32]. Значение каждой входящей в число цифры зависит от ее положения в записи числа. Количество различных цифр, применяемых в позиционной системе, называют основанием системы. В зависимости от основания, позиционные системы счисления могут быть десятичными - с основанием 10, двоичными - с основанием 2 и др. Образовании чисел я любой системе счисления производят следующим образом: фиксируют позиции, называемые разрядами; каждому разряду присваивают свой вес hi (где i номер разряда); hi=pi(p - основание системы); в разрядах размещают цифры ai Тогда любое число A может быть представлено в виде

A=((n-1)∑(i=-1))a1h1

Здесь n - число знаков до запятой; m - число знаков после запятой. Последовательность цифр.

an-1,an-2, ...., a1, a0, a-1, a-2, ..., a-m

можно рассматривать как код числа в заданной системе счисления.

В цифровой технике наибольшее распространение получила двоичная сиcтема счисления, содержащая только цифры 0 и 1, п ее основанием служит число 2. Например, число 25,5 в десятичной и двоичной системах счисления может быть представлено в виде

Как представить информацию в цифровых устройствах?

Значительно реже используют восьмеричную и шестнадцатеричную системы. Их, в частности, применяют при составлении программ для более удобной. и короткой записи двоичных кодов команд, так как эти системы не требуют специальных операций для перевода в двоичную систему. Так, для перевода восьмеричного или шестнадцатеричного числа в двоичное каждую цифру переводимых чисел заменяют соответственно трех- и четырехразрядными двоичными числами. Например, восьмеричное число 726,4 в двоичной системе имеет. вид (726,4)8== (111010110,1)2. Для удобства изображения шестнадцатеричных цифр, больших 9, шесть старших цифр обычно изображают символами A, B, C, D, E, F.

В цифровых устройствах широко используют и так называемые двоично-десятичный код. В этом коде каждый разряд десятичного числа представляется в двоичном коде. В таблице 1 приведены коды чисел в различных системах счисления.

Таблица 1

Код
Десятичный Двоичный Восьмеричный Двоично-десятичный Шестнадцатеричный
0 0 0 0 0
1 1 1 1 1
2 10 2 10 2
3 11 3 11 3
4 100 4 100 4
5 101 5 101 5
6 110 6 110 6
7 111 7 111 7
8 1000 10 1000 8
9 1001 11 1001 9
10 1010 12 0001 0000 A
11 1011 13 0001 0001 B
12 1100 14 0001 0010 C
13 1101 15 0001 0011 D
14 1110 16 0001 0100 E
15 1111 17 0001 0101 F
16 10000 20 0001 0110 10
17 10001 21 0001 0111 11
18 10010 22 0001 1000 12
19 10011 23 0001 1001 13
20 10100 24 0010 0000 14
21 10101 25 0010 0001 15
22 10110 26 0010 0010 16
23 10111 27 0010 0011 17
24 11000 30 0010 0100 18
25 11001 31 0010 0101 19
26 11010 32 0010 0110 1A
27 11011 33 0010 0111 1B
28 11100 34 0010 1000 1C
29 11101 35 0010 1001 1D
30 11110 36 0011 0000 1E
31 11111 37 0011 0001 1F
32 100000 38 0011 0010 20

Числа десятичной системы счисления нетрудно перевести в числа двоичной системы. При этом порядок перевода целых чисел отличается от перевода дробей. Чтобы перевести целое число Х с основанием 10 в систему с основанием 2, необходимо последовательно делить заданное число и получающиеся в процессе деления частные на 2 до тех, пор пока последнее частное не окажется меньше 2.

Результат перевода записывается в виде последовательности цифр слева на право, начиная с последнего частного и кончая первым остатком (при этом число младшего разряда есть первый остаток).

Все действия в процессе деления числа производят в десятичной системе счисления.

Автор: -=GiG=-, gig@sibmail; Публикация: cxem.net

Смотрите другие статьи раздела Начинающему радиолюбителю.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Использование Apple Vision Pro во время операций 16.03.2024

Медицинская команда больницы Кромвеля в Лондоне впервые применила Apple Vision Pro в ходе двух операций на позвоночнике. Это событие подтверждает потенциал гарнитуры в качестве медицинского инструмента, изменяющего подход к хирургической практике. Хотя сами врачи не использовали Vision Pro, операционная медсестра работала с виртуальной реальностью, используя очки во время подготовки и выполнения процедур. Гарнитура позволила просматривать виртуальные экраны в операционной, выбирать инструменты и следить за ходом операции. Программное обеспечение, разработанное компанией eXeX, специализирующейся на создании приложений на основе искусственного интеллекта для хирургии, существенно улучшило процесс оказания медицинской помощи пациентам. Использование Apple Vision Pro открывает новые возможности для разработки приложений в сфере здравоохранения, таких как клиническое образование, планирование операций, обучение и медицинская визуализация. Внедрение Apple Vision Pro в медицинскую пр ...>>

Хранение углерода в Северное море 16.03.2024

Министр энергетики Норвегии Терье Осланд объявил о запуске проекта Longship, нацеленного на создание центрального хранилища углекислого газа в Северном море. Этот амбициозный проект оценивается в $2,6 млрд и направлен на применение технологии CCS (углеродного захвата и хранения) для смягчения воздействия климатических изменений. Норвегия уже имеет опыт в области CCS благодаря успешным проектам Sleipner и Snohvit, и сейчас стремится увеличить объем углерода, запечатываемого под морским дном. План Longship предусматривает создание мощности по захвату и хранению 1,5 млн. тонн углерода ежегодно в течение 25 лет. Несмотря на позитивные перспективы, существуют опасения по поводу долгосрочных последствий такого хранения. Однако сторонники проекта утверждают, что морское хранение углерода имеет ряд преимуществ, включая минимальное воздействие на окружающую среду. Проект Longship осуществляется при участии компаний Equinor, Shell и TotalEnergies через совместное предприятие Northern Li ...>>

Выращены мини-органы из амниотической жидкости человека 15.03.2024

Международная команда ученых под руководством профессора Фань Сюлиня из Университета Чжэцзян разработала уникальный способ выращивания мини-органов из клеток, обнаруженных в амниотической жидкости человека. Этот значительный прорыв в медицине может привести к улучшению диагностики и лечения врожденных заболеваний. Органоиды, представляющие собой трехмерные клеточные структуры, имитирующие органы в меньшем масштабе, были выращены из клеток легких, почек и тонкого кишечника, найденных в амниотической жидкости. Этот метод открывает новые возможности для изучения различных состояний плода и может стать ключом к ранней диагностике и лечению врожденных дефектов. Хотя пока не проводились попытки использования этого метода в лечении, ученые надеются, что их исследования в будущем помогут бороться с серьезными врожденными заболеваниями, которые затрагивают миллионы новорожденных ежегодно. Этот прорыв может изменить практику медицинских вмешательств, позволяя диагностировать и лечить врожд ...>>

Случайная новость из Архива

ADS8688 - многоканальный SAR АЦП для измерения биполярного сигнала 26.06.2015

Новый SAR АЦП ADS8688, выпущенный компанией Texas Instruments, будет интересен для использования в применениях промышленной автоматики, где необходимо обеспечить измерение биполярного входного аналогового сигнала при однополярном (+5 В) питании системы.

ADS8688 представляет собой 16-битный 8-ми канальный АЦП последовательного приближения (SAR), обеспечивающий возможность измерения сигнала со скоростью до 500 квыб/с. Микросхема является полноценным входным аналоговым трактом с защитой каждого входа от перенапряжения 20 В. Встроенный 8-ми канальный мультиплексор позволяет реализовать измерения по каждому каналу как в автоматическом так и ручном режиме. При напряжении питания 5 В микросхема обеспечивает возможность измерения входного сигнала в диапазоне: +-10,24 В, +-5,12 В, и +-2,56 В, либо: 0...10,24 В и 0...5,12 В по каждому каналу. Входной диапазон задается программированием внутренних регистров независимо для каждого канала. При этом, вне зависимости от выбранного входного диапазона, обеспечивается входное сопротивление 1 МОм.

В ADS8688 интегрированы все необходимые для предварительной обработки сигнала узлы: усилитель, источник опорного напряжения, АЦП. При этом обеспечивается достаточная точность измерения, которая достигается за счет малой ошибки усиления 0.5% и малой величины дрейфа встроенного источника опорного напряжения. Для тех случаев, когда необходимо получить температурную стабильность источника опорного напряжения лучше чем 10 ppm/C есть возможность подключить внешний ИОН.

Широкий диапазон напряжений питания цифровой части АЦП от 1,65 В до 5,25 В дает возможность использовать его с различными микроконтроллерами. Для коммуникации с внешним микроконтроллером в АЦП используется SPI интерфейс.

Микросхема выполнена в TSSOP корпусе и предназначена для работы в диапазоне температур от -40 до +125°С.

Основные характеристики:

Тип преобразования: последовательное приближение (SAR);
Разрядность: 16-бит;
Количество входных каналов: 8;
Максимальный диапазон входных напряжений:
+-10,24 В;
Напряжение питания:
электропитание аналоговых цепей (AVdd) от 4,75 В до 5 В;
электропитание цифровых цепей (DVdd) от 1,65 В до AVdd;
Входное сопротивление: 1 МОм;
Возможность последовательного подключения - Daisy chain;
Защита входов от перенапряжения: 20 В;
Встроенный ИОН: 4,096 В;
Дрейф встроенного ИОН: 10ppm/C;
Диапазон рабочих температур: -40...125°C.

Другие интересные новости:

▪ Сауна для сердца

▪ Малошумящий прецизионный усилитель

▪ Раскопки у Стоунхенджа

▪ 10-канальный генератор опорного напряжения EL5225

▪ Следите за глазами выпившего

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

 

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Палиндромы. Подборка статей

▪ статья Альфред Джозеф Хичкок. Знаменитые афоризмы

▪ статья Что такое хлорофилл? Подробный ответ

▪ статья Машинист (крановщик) электрических мостовых кранов. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Два ламповых усилителя. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Устройство мягкого включения УМЗЧ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

Имя:


E-mail (не обязательно):


Комментарий:





All languages of this page

Главная страница | Библиотека | Статьи | Карта сайта | Отзывы о сайте

www.diagram.com.ua

www.diagram.com.ua
2000-2024