Загальні відомості про цифрові сигнали

Поява імпульсних пристроїв створила матеріальну базу для розробки цифрових вимірювальних приладів, систем передачі цифровій інформації, ЕОМ. Вся ця техніка здійснює операції над цифровими сигналами. Такі сигнали приймають лише два значення " 0 " або " 1 ". Їх називають станами. Число станів m = 2. Фізично стани задаються певним рівнем напруги, наприклад " 0 " – напругою " 1 " – напругою

Повідомленнями часто служать цифри. Сукупність цифр утворюють алфавіт L. Кількість цифр від 0 до 9 визначають об'єм алфавіту, тобто L = 10. Передати десять цифр двома станами не можна. Тому кожній цифрі ставлять у відповідність не один, а декілька імпульсів – n.

Сукупність з n імпульсів називають кодовою комбінацією. Імпульси в кодовій комбінації називають розрядами. Число розрядів – n називають довжиною кодової комбінації. Оскільки кожен розряд може приймати один з двох станів, то сукупність з n розрядів дозволяє створити різних кодових комбінацій. Якщо то такий код може забезпечити передачу L цифр. Для Як приклад можна поставити наступну відповідність цифр і кодових комбінацій.

Рис. 1

У приведеному прикладі кожній цифрі відповідає чотири розрядна кодова комбінація. Поява одиниці послідовна в кожному з розрядів відповідає цифрам 8; 4; 2; 1. Ці цифри називаються вагами розрядів, а розглянутий код – кодом з вагою 8-4-2-1. Кожному з розрядів коди можуть бути привласнені та інші ваги, наприклад 4-2-2-1 або 2-4-2-1. Цифрам можуть бути поставлені у відповідність інші кодові комбінації, наприклад код надлишком три.

Принцип формування кодових комбінацій може бути іншим. Наприклад, якщо кожна кодова комбінація відрізняється від сусідніх станом тільки одного з розрядів, то отримуємо код:

Рис. 2

Приведені приклади показують, що кількість кодів велика. Найширше застосовується код 8-4-2-1.

Будь-яке число десяткової системи числення N можна представити двійковим кодом у вигляді

Форм. 1

де n – число двійкових розрядів; Ki – коефіцієнт, що визначає стан i-го розряду: 0 або 1.

Наприклад, число 258 в двійковій системі має вигляд:

Форм. 2

Проте найбільш зручна двійково-десяткова система. У такій системі цифрі кожного десяткового розряду відповідає кодова комбінація коди 8-4-2-1. Наприклад, число 258 в двійково-десятковій системі має вигляд:

Форм. 3

Формування цифрової інформації може бути різним. У ЕОМ інформація вводиться у вигляді цифр. У вимірювальних приладах вимірювана величина перетвориться, наприклад, в рівень напруги, який потім перетвориться в код, що визначає результат вимірювання числом. У системах зв'язку безперервний сигнал дискретизується за часом, кожен дискретний відлік квантується по рівню, а потім рівень кожного дискретного відліку перетвориться в код. Таке перетворення виконується аналого-цифровими перетворювачами.