Выбор квантов по уровню и времени

Звено, в котором происходит дискретизация сигнала, называется квантователем или дискретным элементом.

Процесс преобразования непрерывного сигнала в дискретный называется квантованием.

При преобразовании непрерывного сигнала в дискретный осуществляется квантование по уровню и по времени.

На рис. представлен непрерывный сигнал и полученный из него после квантования по уровню и по времени цифровой сигнал.

Величина кванта по уровню - это, разрешающая способность системы управления, единица младшего разряда цифрового кода. Учитывая, что непрерывные сигналы датчиков и регуляторов систем управления и других источников не могут быть точнее 0.025-0.1%, нет необходимости иметь точность преобразования более высокой. Поэтому используются 10-12-тиразрядные ЦАП и АЦП. При 10-тиразрядном преобразователе инструментальная погрешность D= =0.1%,

при 12-тиразрядном преобразователе D= =0.025%.

Квантование по времени вносит в системы управления запаздывание на период квантования. Следует учитывать и теорему Котельникова - Шеннона, согласно которой предельная полоса пропускания дискретной системы теоретически не может быть больше половины частоты квантования: f_пр £ f_кв/2.

Теорема: если непрерывная функция x(t) удовлетворяет условиям Дирихле (ограничена, кусочно-непрерывна и имеет конечное число экстремумов), и её спектр ограничен некоторой частотой среза w_С, то существует такой максимальный интервал Dt между отсчётами, при котором имеется возможность безошибочно восстанавливать дискретизируемую функцию x(t) по дискретным отсчётам. Этот максимальный интервал Dt=p/w_С=1/(2f_C).

Кодирование информации:

-Буквенные коды:

1.Алфавит языка общения (интерфейс) между людьми. Развитие от иероглифов, клинописи, арамейского языка (без гласных), древнегреческого (с гласными), к современным языкам общения.

2.Машинно-ориентированный язык – ассемблер (DEC, INTEL и др.). Команды ассемблера: INC, ADD, MUL, HALT, MOV и др.

3.Языки высокого уровня (интерфейс между человеком и ЭВМ): системные, технологические языки: БЕЙСИК, ПАСКАЛЬ, СИ, ФОРТРАН, ЯРКС, МИКРОЛ, PLC

-Буквенно-цифровые коды:

Буквы – адрес, команда, другая качественная информация; цифры – количественная информация.

Данные коды получили наибольшее распространение в системах автоматизации. Буквам и цифрам соответствует цифровой код, поскольку любая информация может быть записана и передана в цифровом виде.

1. ASCII – American Standard Code for Information Interchange (американский стандартный код для обмена информацией). В настоящее время является мировым стандартом для ЭВМ.

2. ISO-7bit – International Standards Organization (европейский код для систем ЧПУ)

3. EIA – Electronic Industring Association (американский код для систем ЧПУ 1969 года) – это стандарт ассоциации промышленников по радиоэлектронике и телевидению.

Код ISO-7bit утвержден в России, – смотри ГОСТ 20999-83 (СТСЭВ3585-82).

Коды ISO-7bit и EIA легко переводятся с одного на другой. Это 7-битные коды, т.е. позволяют кодировать до 127 символов. Восьмой бит используется для бита приоритета (контроля достоверности информации по четности или нечетности).

Первые 32 кода (0ё1F) - управляющие: служат для представления сигналов, которые имеют специальное назначение:

· При выводе информации на печать

· При передаче ее по линиям

· Может пользоваться по усмотрению разработчиков систем;

Изображение их зависит от знакогенератора дисплея.

Расширение таблицы (80ёFF) кода ASCII имеет различное наполнение:

1) Стандартный знакогенератор IBM PC, псевдографика, математические символы и др.

2) Знакогенератор с русским шрифтом, используется в отечественных ПЭВМ (ЕС1840, ЕС1841).

3) Знакогенератор с русским шрифтом (альтернативный вариант), в котором использован зарубежное ППО без настройки на новые символы псевдографики. Поставляется обычно драйвер ALFA.exe в ОЗУ (загрузка в начале сеанса), который перехватывает символы 80ёFF при выводе на дисплей и переделывает их в то, что нужно для знакогенератора.

-Цифровые коды:

Цифровые коды служат для записи как дискретной (численной) информации, так и буквенной. Цифровой код – позиционный, т.е. значение кода зависит от места (позиции), которое занимает та или иная цифра. Число в позиционном коде определяется по формуле , где i – номер разряда; – цифра, стоящая в i-ом разряде; a – основание системы счисления. Можно преобразовать десятичное число в 2/10 и двоичного просто получить 8-ое или 16-ое (символы 8-го числа от 0 до 7, символы 16-го: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F).

Двоично-десятичный код используется как переходный при введении оператором десятичной информации в ЭВМ с целью начального запоминания с будущим преобразованием в двоичный.

Восьмеричный код используется для задания адреса в системе команд DEC, шестнадцатеричный код для задания адреса в системе команд INTEL.

Унитарный код – последовательность импульсов, несущая двойную информацию: частота импульсов, количество импульсов.

Позиционный код – это фактически n отдельных информационных дискретных сигналов, дискретный код (дискретная информация).

Код Грея – двоичный код датчика положения, в котором между двумя соседними значениями кода имеется разница только в одном разряде.