Главная Об электрических измерениях. Достоинства и недостатки



чения. Этим параметром может быть либо амплитуда, либо длительность. Если одно из двух значений этого параметра принимается равным нулю, то получается, что символ 1 выражается импульсом, а символ О - отсутствием импульса, т. е. паузой. При выборе амплитуды в качестве изменяемого параметра можно в частном случае выражать символы 1 и О равными, но противоположными по полярности амплитудами.

Когда элементы сигнала имеют только два значения основного параметра, их легко различать при приеме, даже на фоне значительных помех, которые присутствуют в каналах связи. Кроме того, для их получения, преобразований и хранения используются наиболее надежные элементы электроники, имеющие по два возможных состояния - ключи, триггеры, логические схемы и др. Такие элементы наиболее поддаются интегральному исполнению, поэтому аппаратура на их основе получается малогабаритной, дешевой, помехоустойчивой, высоконадежной. На таких элементах строится вся цифровая вычислительная техншса.

Из кодов, образуемых двумя символами О, 1, наиболее экономичен двоичный код. Но если требуется воспроизводить значения измеряемой величинына цифровом приборе в десяттиной системе счисления, то к такому прибору следует подводить единично-десятичный код для управления элементами индикации. В таком коде каждая цифра десятичного числа представляется десятью элементами, из которых один принимает значение 1, а все остальные - 0. Так, десятичное число 309 вьфажается следующей комбинацией единично-десятичного кода:

0000001000 - 0000000001 - 1000000000.

Здесь в каждом десятке символов позиции пронумерованы от 9 до О, считая слева направо. Номер позиции, занимаемой символом 1, соответствует значению данной десятишой тшфры.

Будучи удобным для управления цифровыми индикаторами, единично-десятичный код невыгоден для передачи и хранения информации, так как содержит слишком большое число элементов. Так, для передачи набора чисел от О до 999 требуется 30-злементный единично-десятичнй код, тогда как в двоичном коде для этого достаточно всего десяти элементов. Можно использовать для преобразований, математических вычислений, хранения и передачи двоичный код, а для управления цифровыми приборами переводить его в единично-десятичный код с помощью специального тфеобразователя. Однако такой преобразователь довольно сложен.

Компромиссным решением является применение двоично-десятичного кода, в котором каждая цифра десятичного числа выражается четырехзлементным двоичным кодом. То же десятичное число 309 272





N2=5

N = 5 Рис. 5.22

N,= 7

представляется в этом коде комбинацией ООП - 0000 - 1001.

Избыточность по числу элементов у такого кода по отношению к двоичному сравнительно невелика. Тот же набор чисел от О до 999 здесь вьфажается 12 элементами. В то же время двоично-десятичный код довольно просто преобразуется в десятичный с помощью несложных подекаддьк дешифраторов матричного типа, которые устанавливаются обычно непосредственно перед выходом на цифровые приборы. Это обстоятельство обусловило довольно широкое применение двоично-десятичного кода в измерительной технике (наряду с двоичным кодом).

На рис. 5.22,я проиллюстрирован процесс образования сигналов КИМ при передаче дискретных значений х. функции х (t). Для простоты диапазон значений х разбит всего на восемь равных диапазонов, которым приписаны номера от О до 7. Для представления набора чи-



сел Л от о до 7 достаточно трех разрядов двоичного кода. Передача каждой трехэлементной кодовой комбинации должна занимать интервал времени, не превышающий интервал Т между дискретными отсчетами х. В данном случае использован весь интервал Т. При трехэлементном коде на каждый элемент приходится интервал т = Г/3. На рис. 5.22,6 представлен кодово-импульсный сигнал с использованием амплитудного признака для символов 1 и О и длительностью импульсов г/2, на рис. 5.22,в - сигнал с изменением длительности импульсов от т/3 до 2т/3 при смене символов с О на 1, на рис. 5.22,г - сигнал с разнополярными импульсами длительностью т/2, на рис. 5.22,д - сигнал с импульсами длительностью т при символах 1 и паузами при символах 0. Последний вариант менее удобен, чем остальные, в отнощении синхронизации приемника с передагшком, так как при нескольких единицах подряд импульсы сливаются. Однако эта трудность тфеодолима, зато использование такого сигнала выгоднее остальных в отношении требуемой полосы частот канала связи. Частотная полоса спектра импульсного сигнала тем шире, чем меньше длительность кратчайшего его элемента - импульса или паузы. На рис. 5.22,д кратчайший элемент имеет длительность т, в то время как на рис. 5.22,6, г кратчайшая длительность элемента составляет г/2, а на рис. 5.22,е- даже т/3. Следовательно, для передачи сигнала тю рис. 5.22,д требуется полоса частот канала вдвое меньшая, чем для сигнапов по рис. 5.22,6, г и втрое меньшая, чем для сигналов по рис. 5.22, в.

Построение АЦП и ЦАП рассмотрено ранее, в § 2.13.

Отметим в заключение, что кодовотмпульсная модуляция нахОдит пшрокое тфименение не только в связи с тфоникновением цифровых методов во все области техники, но и потому, что кодированные сигналы облад,ают наиболее высокой помехоустойчивостью. Эту помехоустойчивость можно неограниченно повышать, применяя так называемые корректирующие коды, построение которых основано на введении избыточных символов в каждую кодовую комбинацию. Такие коды получили распространение в телемеханике и технике связи.

5.3. КОЛИЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ

Информахщю, получаемую от объектов контроля (исследования), передаваемую по каналам связи, обрабатываемую и воспроизводимую приборами, можно определять количественно. Количественная характеристика информации не зависит от ее физического содержания, от физической природы сигналов, ее передающих, и от способов реализации приборов. В результате приема получателем сообщения о контролируемом или изучаемом объекте, явлении, событии у него уменьша-



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 [89] 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114


0.0364