Как называется преобразование аналогового сигнала в цифровой код?
Как называется преобразование аналогового сигнала в цифровой код?
Определите правильное соответствие между названиями устройств и их функциями : Устройство Функция Микрофон Вывод звука для прослушивания отдельным человеком?
Определите правильное соответствие между названиями устройств и их функциями : Устройство Функция Микрофон Вывод звука для прослушивания отдельным человеком.
АЦП Преобразование входящего и исходящего звуковых сигналов.
Акустическая система Ввод звука в компьютер ЦАП Вывод звука с возможностью его массового прослушивания Стереонаушники Преобразование оцифрованного звука в аналоговый сигнал Звуковая карта Преобразование аналогового сигнала в двоичный код.
Можно ли аналоговый сигнал преобразить в дискретный сигнал?
Можно ли аналоговый сигнал преобразить в дискретный сигнал?
Очень прошу помочь!
1. Устройство, производящее преобразование аналоговых сигналов в цифровые и обратно, называется :1?
1. Устройство, производящее преобразование аналоговых сигналов в цифровые и обратно, называется :
Преобразование непрерывных изображений и звука в набор дискретных значений в форме кодов называют?
Преобразование непрерывных изображений и звука в набор дискретных значений в форме кодов называют.
Укажите основной недостаток современной цифровой передачи данных по сравнению с традиционной аналоговой1) подверженность воздействию шумов2) быстрое затухание сигнала?
Укажите основной недостаток современной цифровой передачи данных по сравнению с традиционной аналоговой
1) подверженность воздействию шумов
2) быстрое затухание сигнала.
Звуковая карта реализует 8 — битовое кодирование аналогового звукового сигнала?
Звуковая карта реализует 8 — битовое кодирование аналогового звукового сигнала.
Сколько различных значений амплитуды звукового сигнала (уровней интенсивности звука) может быть закодировано таким способом?
Дискретизация звука (преобразование из аналоговой формы в цифровую) производится при помощи : а)аналого — цифрового преобразователя б)цифро — аналогового преобразователя в)микрофона г)акустических кол?
Дискретизация звука (преобразование из аналоговой формы в цифровую) производится при помощи : а)аналого — цифрового преобразователя б)цифро — аналогового преобразователя в)микрофона г)акустических колонок д)стереонаушников.
Звуковая карта реализует 8 — битовое кодирование аналогового звукового сигнала?
Звуковая карта реализует 8 — битовое кодирование аналогового звукового сигнала.
Сколько различных значений амплитуды звукового сигнала (уровней интенсивности звука) может быть закодировано таким образом?
Что является носителем информации в ЭВМ?
Что является носителем информации в ЭВМ?
1) двоичный код, 2) электрический сигнал.
3) магнитный сигнал.
С какими данными может работать компьютер — звуковые — аналоговые — тактильные — цифровые — символьными — световыми?
С какими данными может работать компьютер — звуковые — аналоговые — тактильные — цифровые — символьными — световыми.
На этой странице сайта, в категории Информатика размещен ответ на вопрос Как называется преобразование аналогового сигнала в цифровой код?. По уровню сложности вопрос рассчитан на учащихся 10 — 11 классов. Чтобы получить дополнительную информацию по интересующей теме, воспользуйтесь автоматическим поиском в этой же категории, чтобы ознакомиться с ответами на похожие вопросы. В верхней части страницы расположена кнопка, с помощью которой можно сформулировать новый вопрос, который наиболее полно отвечает критериям поиска. Удобный интерфейс позволяет обсудить интересующую тему с посетителями в комментариях.
Аналого-цифровое преобразование измеряемых сигналов
Тема 7. Изучаемые вопросы: Числовой код и представление чисел в виде двоичного кода; Принцип аналого-цифрового преобразования.
Измеренные при помощи измерительных систем электрические сигналы можно наблюдать визуально на экране осциллографа. Все они аналоговые, т.е. имеют вид непрерывных во времени функций U(t); I(t); R(t) и т.п. Именно поэтому они в исходном виде не пригодны для обработки в компьютере. Современные компьютеры это цифровые системы, понимающие только коды в виде логических нулей и единиц. Логическим нулем для ЭВМ является электрический сигнал, напряжение которого находится в диапазоне от 0В, до 0,4В. Логической единицей является электрический сигнал, напряжение которого находится в диапазоне от 2,4В, до 5,0В. Это позволяет представить любое число в виде 8-и, 12-и, 16-и или 24-х разрядного кода.
В таблице приведен пример кодирования числа 5. Оно представлено в виде 12-ти разрядного кода, состоящего из комбинации нулей и единиц.
Пример кода числа 5
Номера разрядов (биты)
Числовой код состоит из 12-ти разрядов, в каждом из которых обозначен или нуль, или единица, причем объем информации в каждом разряде равен одному биту. Каждые четыре бита содержат один байт информации.
Для того чтобы аналоговый электрический сигнал стал «понятен» компьютеру его оцифровывают или преобразуют в коды компьютера. Процесс преобразования аналогового электрического сигнала в цифровые коды компьютера, называется аналого-цифровым преобразованием.
Структурная схема процесса аналого-цифрового преобразования представлена на рис. 23. На примере данного рисунка рассмотрим преобразование аналогового электрического сигнала представляющего функцию зависимости напряжения от времени U(t) в цифровые коды компьютера. Пусть для этого имеется 12-ти разрядный аналого-цифровой преобразователь (АЦП) – электронное устройство, преобразующее аналоговый сигнал в последовательность цифровых кодов. После подачи аналогового электрического сигнала U(t) на вход аналого-цифрового преобразователя, АЦП осуществляет его квантование – деление на N-е количество уровней (см. рис. 23).
Количество N уровней квантования амплитуды измеряемого сигнала Umax определяется как:
где n — разрядность АЦП.
Рис. 23. Структурная схема процесса аналого-цифрового преобразования.
В нашем примере при разрядности АЦП n = 12 бит, количество уровней квантования будет равным N=4096. Другими словами, амплитуда входного аналогового сигнала будет поделена на 4096 равных частей (уровней квантования). Каждый уровень квантования имеет свой числовой код. Таблица кодов приведена справа на рис. 23.
Суть аналого-цифрового преобразования заключается в пошаговом выявлении уровня, в котором в данный момент времени находится величина напряжения аналогового входного сигнала и присвоении ему числового кода.
На рис. 23 показаны 14 шагов аналого-цифрового преобразования. Рассмотрим их подробнее. Аналого-цифровое преобразование осуществляется АЦП пошагово, т.е. дискретно и через заданные интервалы времени Δt. Шаг времени преобразования Δt определяется частотой АЦП работы тактового генератора АЦП:
Δt = 
, [с] (13)
В нашем примере, при частоте АЦП= 70 КГц, шаг времени преобразования Δt составит:
Δt = 
= 0,0000142 с, или 14,2 мкс.
Таким образом, АЦП будет определять, в каком уровне находится напряжение аналогового сигнала U(t) через каждые 14,2 мкс.
В первый момент времени (шаг 1) напряжение аналогового сигнала U(t) будет находится на нулевом уровне квантования и поэтому ему будет присвоен код нулевого уровня = 0000 0000 0000 0000. Этот код будет передан в ЭВМ.
На втором шаге, напряжение аналогового сигнала U(t) будет находится на третьем уровне квантования и поэтому ему будет присвоен код третьего уровня = 1100 0000 0000 0000. Этот код будет также передан в ЭВМ.
На третьем шаге, напряжение аналогового сигнала U(t) будет находится на пятом уровне квантования и поэтому ему будет присвоен код пятого уровня = 1010 0000 0000 0000. Этот код будет передан в ЭВМ, и т.д.
Рис. 24. Внешний вид аналого-цифровых преобразователей фирмы «L-Card»:
а) АЦП L-Card модели Е 14-140 с USB выходом; б) АЦП L-Card модели L-154 с шиной PCI;
После выполнения 14 шагов аналого-цифрового преобразования от АЦП в ЭВМ поступит 14 кодов с интервалом времени 14,2 мкс. В итоге, аналоговый сигнал U(t) будет представлять собой следующую последовательность кодов:
что такое АЦП?И для чего оно нужно?
Аналого-цифровой преобразователь (АЦП, ADC) — устройство, преобразующее входной аналоговый сигнал в дискретный код (цифровой сигнал) . Обратное преобразование осуществляется при помощи ЦАП (DAC) (цифро-аналогового преобразователя) .
Как правило, АЦП — электронное устройство, преобразующее напряжение в двоичный цифровой код. Тем не менее, некоторые неэлектронные устройства, такие как преобразователь угол-код, следует также относить к АЦП.
Что такое АЦП и чем оно отличается от ЦАП
Разбираемся с АЦП и ЦАП, какие задачи они решают, в чем их достоинства и недостатки.
p, blockquote 1,0,0,0,0 —>
Аналого-цифровой преобразователь
Аналого-цифровой преобразователь или АЦП — это устройство, преобразующее входной аналоговый сигнал в дискретный цифровой код. АЦП осуществляет операции дискретизации и квантования. Напомню, при дискретизации, отсчеты непрерывного сигнала берутся только в определенные моменты или дискреты времени, а при квантовании значение сигнала в эти моменты времени округляется до одного из фиксированных уровней, квантованные уровни затем представляются в двоичном виде. Таким образом, мы получаем цифровой сигнал из аналогового.
p, blockquote 2,0,0,0,0 —>
p, blockquote 3,0,0,0,0 —>
Как устроен АЦП
В большинстве АЦП есть устройство выборки и хранения, которые фиксируют и сохраняют значение напряжения на своем входе, в моменты замыкания ключа, а моменты замыкания ключа определяется задающим генератором, именно его частота и определяет частоту дискретизации выходного сигнала. Сигнал на выходе устройства выборки и хранения затем, округляется до одного из уровней квантования.
p, blockquote 4,0,0,0,0 —>
p, blockquote 5,0,0,0,0 —>
Как же АЦП понимает, с каким уровней квантования проассоциировать значение сигнала?
p, blockquote 6,0,0,0,0 —>
Рассмотрим простейший одноразрядный АЦП, компаратор. Он принимает на свой вход два значения напряжения, в том случае, если напряжение на первом входе больше чем на втором, он выдает логическую единицу, в противном случае 0.
p, blockquote 7,0,0,0,0 —>
p, blockquote 8,0,0,0,0 —>
Допустим, мы зафиксировали значение на втором ходе, это наш пороговый уровень, и когда изменяющейся во времени сигнал на первом входе больше этого уровня, устройство показывает 1, когда меньше 0.
p, blockquote 9,0,0,0,0 —>
Теперь представим, что компараторов несколько, когда входной сигнал превышает определённый уровень, срабатывает соответствующий компаратор, выходы всех компараторов затем преобразуется схемой приоритетного кодера в двоичное представление. АЦП в которых каждом из уровней квантования соответствует компаратор называются АЦП прямого преобразования или флеш АЦП.
p, blockquote 10,0,1,0,0 —>
p, blockquote 11,0,0,0,0 —>
Характеристики АЦП
Во-первых, АЦП отличаются по частоте дискретизации, она определяется задающим генератором. В зависимости от назначения частота дискретизации может измеряться в килогерцах, мегагерцах и даже гигагерц.
p, blockquote 12,0,0,0,0 —>
Далее идет разрядность, то есть количество бит в коде, которыми мы представляем отсчеты сигнала. От количества бит, зависит количество уровней квантования, оно определяется, как 2 в степени количество бит, если у нас 3 бита, то это 8 возможных уровней квантования, если у нас 8 бит это 256 уровней.
p, blockquote 13,0,0,0,0 —>
Диапазон входного сигнала это минимальные и максимальные значения напряжения на входе АЦП при которых устройство работает корректно. Слишком маленький сигнал АЦП может не различить и принять за нулевой уровень, слишком большие могут вызвать искажения, которые приведут к потере информации. Обычно АЦП оперируют единицами вольт.
p, blockquote 14,0,0,0,0 —>
Отношение сигнал-шум об этом параметре есть подробная статья.
p, blockquote 15,0,0,0,0 —>
Передаточная характеристика — это по определению зависимость числового эквивалента выходного кода от величины входного аналогового сигнала, она имеет вид ступенчатой функции.
p, blockquote 16,0,0,0,0 —>
p, blockquote 17,0,0,0,0 —>
Посмотрим на рисунок выше, окрестность значения входного напряжения 0,5 вольт будет приравнено к четвертому уровню квантования, то есть значение к примеру 0,52 или 0,47 также будут представлены кодом 100.
p, blockquote 18,0,0,0,0 —>
Если мы рассматриваем АЦП с равномерным квантованием, то длина всех ступенек будет одинаковой, в некоторых АЦП специально используются неравномерное квантование, но их мы пока не рассматриваем. Неравномерность ступенек в АЦП с равномерным квантование это одна из характеристик неидеальности, мы называем ее нелинейностью.
p, blockquote 19,0,0,0,0 —>
Нелинейность АЦП
Нелинейность АЦП — это отличие реальной передаточной характеристики от линейной.
p, blockquote 20,1,0,0,0 —>
Линейная система передает входной сигнал на выход, без изменения его формы, возможно усиление или аттенюация.
p, blockquote 21,0,0,0,0 —>
p, blockquote 22,0,0,0,0 —>
Нелинейная система искажает форму выходного сигнала. В том случае, когда характеристика отличается от прямой линии, форма пиков сигнала изменяется это называется нелинейным искажением, крайне нежелательно явление. При искажениях мы безвозвратно теряем информацию.
p, blockquote 23,0,0,0,0 —>
Для АЦП, желательно, чтобы в рабочем диапазоне входных сигналов формы передаточных характеристик аппроксимировались прямой, но на практике небольшие отклонения все же присутствуют, поэтому для всех АЦП производитель указывает параметры интегральной и дифференциальной нелинейности.
p, blockquote 24,0,0,0,0 —>
p, blockquote 25,0,0,0,0 —>
Шум квантования
В АЦП происходит округление реального значения аналогового сигнала. Точность представления, то насколько близок уровень квантования к реальному значению зависит от разрядности АЦП, количества бит.
p, blockquote 26,0,0,0,0 —>
p, blockquote 27,0,0,0,0 —>
Сигнал ошибки или разницы мы называем шумом квантования, хотя шумом его можно считать только в рамках математической модели, так как он зависит от сигнала.
p, blockquote 28,0,0,0,0 —>
Если мы квантуем непрерывный сигнал, то и шум квантования будет непрерывным. Если мы говорим о квантовании дискретного сигнала, то и на ошибки также будет дискретным. Понятно, что для того чтобы уменьшить шум квантования надо повышать разрядность АЦП, но из-за этого увеличивается стоимость, энергопотребление, могут понизиться другие характеристики.
p, blockquote 29,0,0,0,0 —>
p, blockquote 30,0,0,1,0 —>
Существует техника уменьшения влияния шума квантования без увеличения разрядности, и с ними вы можете ознакомиться самостоятельно при желании.
p, blockquote 31,0,0,0,0 —>
Джиттер
Джиттер это фазовый шум вызванный нестабильностью задающего генератора. Когда мы рассматриваем идеальный процесс дискретизации непрерывного сигнала, шаг временной сетке или период дискретизации неизменен, но в реальности импульсы задающего генератора могут идти не через равные промежутки времени, это приводит к тому что мы передаем устройству выборки и хранения не совсем то значение, которое должны были бы передать в случае идеально ровной временной сетки.
p, blockquote 32,0,0,0,0 —>
p, blockquote 33,0,0,0,0 —>
Эти отклонения, от так называемых реальных значений, также можно представить в виде дискретного шума. Нестабильность генераторов обычно измеряется в пика и фемпто секундах, поэтому на медленный АЦП она особо не влияет.
p, blockquote 34,0,0,0,0 —>
Шум квантования вносит гораздо больший вклад, но если сам сигнал изменяется очень быстро, если мы говорим о частотах дискретизации в сотни мегагерц и единицах гигагерц, то в этом случае уже джиттер может стать главной проблемой.
p, blockquote 35,0,0,0,0 —>
Цифро-аналоговый преобразователь
Цифро-аналоговый преобразователь — это устройство преобразующее входной цифровой сигнал в аналоговый.
p, blockquote 36,0,0,0,0 —>
p, blockquote 37,0,0,0,0 —>
На вход устройства поступают дискретные отсчеты в виде цифрового кода, которые затем преобразуются в напряжение. Напряжение это соответствует набору уровней, как и случае с АЦП, многие ЦАП, используют равномерный уровни при преобразовании.
p, blockquote 38,0,0,0,0 —>
Уровень напряжения остается неизменным до момента прихода следующего отсчета на вход, таким образом формируется ступенчатый непрерывный сигнал, который в дальнейшем может быть сглажен фильтром нижних частот.
p, blockquote 39,0,0,0,0 —> p, blockquote 40,0,0,0,1 —>
Один из простейших видов ЦАП широтно-импульсный модулятор (ШИМ) он часто используется для управления скоростью электромоторов.