Квантование шкала

В реальном квантователе (нижняя часть рис. 3.18, а) значения ступеней квантования могут не только отличаться от номинального q, но и быть неравными между собой. Тогда действительные значения уровня Л-й точки шкалы (рис. 3.18, б) [c.146]

Приведенное значение дисперсии результирующей пофешности АЦП с равномерной шкалой квантования для случайного сигнала с нормальным распределением спектра при М = О определяют по формуле [c.150]

Пример 3.3. Определить приведенную результирующую погрешность последовательного АЦП с равномерной шкалой квантования для случайного сигнала с нормальным распределением спектра, нулевым математическим ожиданием и корреляционной функцией вида (3.23) в пределах от = 0,1 В до тах= 10 В И максимальной частотой = 500 Гц при числе разрядов п = 7 и быстродействии а = 10 с. [c.151]

Под стабильностью апертуры по растру подразумевают постоянство ее формы или эффективных размеров во всех точках растра. Число и закон расположения уровней квантования характеризуют точность представления отсчетов сигнала квантованным сигналом. Как известно, иногда целесообразно располагать уровни квантования отсчетов сигнала по нелинейной шкале [69, 84]. Вид этой нелинейности должен учитываться при обработке цифрового сигнала. [c.49]

В зависимости от форм представления или использования измерительных сигналов в измерительной цепи могут осуществляться все или некоторые из процессов физического и функционального преобразования, дискретизации, квантования кодирования и модуляции. На рис. 21 приведена схема, иллюстрирующая некоторые возможные варианты последовательности операций, осуществляемых в измерительных цепях. Первая цепь соответствует непрерывной записи измерительного сигнала во время измерения на носитель регистрирующего устройства (например, запись на шлейфный осциллограф или магнитограф). Во второй цепи модулирующий первичный преобразователь создает сигналы, поступающие на шкальные приборы визуального считывания. Фиксация результатов при этом производился по квантам шкалы. Перенос сигналов в регистрирующие устройства с таких приборов можно проводить непрерывно, используя дополнительные промежуточные преобразователи, или дискретным образом, например с помощью фото- или киносъемки. Регистрация результатов измерений в третьей цепи осуществляется с помощью цифровых приборов, поэтому здесь необходимо предварительное квантование сигнала, поступающего с первичного преобразователя. Лучшая помехоустойчивость в этом случае достигается при квантовании до подачи сигналов в линию связи. Запись сигналов цифровых приборов производится через отрезки времени, необходимые для удержания и сброса показаний регистрирующего прибора. Четвертая цепь изображает последовательность операций при машинной обработке результатов измерений в темпе проведения эксперимента. При этом возникает необходимость в кодировании измерительных сигналов перед вводами их в ЭВМ. В четвертой цепи возможно оперативное управление процессами в объекте исследования. [c.94]

Участок шкалы, соответствующий одному шагу квантования, назовем элементарным, обозначим число элементарных участков через Л. Смежные элементарные активные участки образуют пачки активных участков, обозначим число пачек через Н, длину пачек — через д. [c.145]

Можно установить множество компараторов, задав им уровни срабатывания, соответствующие всем градациям уровня сигнала, с шагом, равным весу одной двоичной единицы. Тогда, например, для того чтобы преобразовать сигнал напряжения со шкалой О—10 Ь в двоичное число в диапазоне О—2 =256, т. е. осуществить преобразование напряжение—код с ошибкой квантования по уровню около 0,4%, потребуется 256 компараторов. При этом шаг квантования по уровню составит около 40 мВ. [c.128]

Как показали исследования, установка на оси стрелки кодирующего диска увеличивает маховые массы и повышает износ узла рейка-шестерня. Погрешность АЦП существенно зависит от шага квантования. B. . Карп показал, что для АЦП считывания при отношении I д/с/=0,5, т.е. длины деления шкалы к шагу квантования, погрешность квантования преобладает над всеми остальными погрешностями и не влияет на точность при /д/ii = 10. По технико-экономическим соображениям целесообразно иметь I д/с = 2. При этом суммарная погрешность будет только на 4% больше, чем погрешность указателя. При числе делений шкалы п = = 1000 целесообразно получить максимальное число квантов на всю шкалу И] = 2000. [c.75]

Числовые значения параметров 5, , т устанавливаются в стандартах или технических условиях на конкретные типы АЦЦ Приведенное значение дисперсии результирующей погрещности АЦП с равномерной шкалой квантования для случайного сигнала с нормальным распределением спектра при М = О определяют по формуле [c.144]

Цифровой метод основан на замене непрерывной шкалы уровней (текущего значения) первичного сигнала шкалой дискретных значений. Такая замена называется квантованием. Обычно шаг квантования d по всей шкале берется постоянным, т. е. d=L M — I), где L —шкала первичного сигнала М — число квантованных уровней. [c.306]

Процедуру квантования можно рассматривать как результат прохождения входного сигнала через устройство с амплитудной характеристикой ступенчатой формы (рис. 7.2), которая называется шкалой квантования. Если в пределах шкалы шаг квантования остается постоянным, квантование называется линейным (или равномерным). Квантование с неравными шагами квантования называется нелинейным (неравномерным). [c.212]

При равномерной шкале квантования, когда все б, равны, из (7.6) имеем [c.217]

На рис. 7.4 изображен начальный участок шкалы квантования и показано, как входные шумы преобразуются в АЦП в квантованное колебание. На выходе ЦАП это квантованное колебание превращается в шум, называемый шумом паузы. Шум паузы менее равномерный, чем белый шум, характерный для аналоговых систем, и его часто называют гранулированным. Мощность шума паузы [c.217]

Устройство, реализующее неравномерное квантование с использованием мгновенного компандирования (рис. 7.6), состоит из последовательно включенных компрессора К, квантующего устройства КУ с равномерной шкалой квантования и экспандера Э. Компрессор имеет нелинейную амплитудную характеристику, называемую характеристикой или законом компрессии (рис. 7.7). В отличие от компрессора, описанного в гл. 6, этот К является безынерционным устройством мгновенного действия. Выходной сигнал К подвергается равномерному квантованию. Из рис. 7.7 видно, что квантование выходного сигнала К с равномерным шагом соответствует неравномерному квантованию входного сигнала. Экспандер включается по приемной стороне после цифро-аналогового преобразователя. Амплитудная характеристика экспандера обратна характеристике компрессии, и Э должен скомпенсировать нелинейные искажения, внесенные в сигнал компрессором. Иными словами, коэффициенты передачи Кк и Кэ экспандера должны быть связаны соотношением [c.220]

Из (7.19) видно, что отношение Рс1 Рш.кв будет оставаться постоянным, если шаг квантования возрастает пропорционально напряжению входного сигнала. Такая шкала квантования называется пропорциональной. В этом случае [c.221]

При почти мгновенном компандировании вместо одной неравномерной шкалы квантования используют пять различных шкал с равномерным квантованием, но разным шагом. Выбор той или иной из них определяется максимальным уровнем кодируемого сигнала за время, равное 1 мс. Вид используемых характеристик квантования показан на рис 7,12. Минимальный шаг квантования имеет шкала 5, максимальный—шкала 1. Число шагов квантования у каждой из шкал одинаково и равно 512 для одной полярности сигнала. Следовательно, кодовые слова, соответствующие отсчетам сигнала, должны содержать т=10 разрядов. Процедура кодирования с почти мгновенным компандированием состоит в следующем. Вначале выбора из 32 отсчетов сигнала, что при 224 [c.224]

Предполагается, что при наличии корреляционных связей разностный сигнал окажется меньше входного сигнала. За счет этого шкала квантования при кодировании разностного сигнала будет содержать меньшее число уровней квантования, чем при ИКМ. Очевидно, что при заданном уровне шумов квантования требуемое число разрядов на отсчет при кодировании с предсказанием зависит от точности предсказания, т. е. от того, насколько в данный тактовый момент u t,) отличается от Uвx ti). [c.226]

Наличие помех в трактах передачи и записи цифровых сигналов приводит к ошибкам при их регенерации. Эти ошибки по-разному влияют на сигнал на выходе ЦАП в зависимости от того, какой разряд кодового слова оказывается искаженным. При использовании симметричных кодов первый разряд кодового слова несет информацию о полярности сигнала. Поэтому неправильная его передача приводит к изменению полярности отсчета восстановленного аналогового сигнала на противоположную. Второй разряд кодового слова является старшим, он имеет наибольший вес, равный половине шкалы квантования. [c.230]

Младший последний разряд кодового слова имеет вес, равный одному шагу квантования. Поэтому при линейной шкале ошибка в передаче старшего разряда при декодировании приводит к погрешности, равной половине шкалы квантования, ошибка же при передаче младшего разряда приводит к погрешности всего лишь на один шаг квантования. Погрешности декодирования, связанные с появлением ошибок, можно оценивать в децибелах. Если обозначить через Аи абсолютное значение погрешности, то при максимальном сигнале макс относительная погрешность в децибелах [1 на рис. 7.16) при равномерном квантовании в соответствии с выражением (7.15) [c.230]

При почти мгновенном компандировании погрешность обусловлена использованной шкалой квантования, выбираемой, как сказано в п. 6.4.2, в зависимости от максимального сигнала в блоке. Шкале 1 на рис. 7.12 соответствует график 3 на рис. 7.16, совпадающий с графиком 2 для симметричного кода, шкале 3 — график 4, а шкале 5 —график 5. Из сравнения этих графиков наглядно видно, что уменьшение уровня максимального отсчета в 230 [c.230]

Погрешность зависит от того, какой разряд служебного слова окажется пораженным. При появлении ошибки в младшем разряде и связанным с ней переходом к соседней шкале квантования уровни всех 32 отсчетов изменятся на 6 дБ. Ошибка во втором разряде приведет к изменению отсчетов сигнала на 12 дБ, а ошибка в старшем разряде — на 24 дБ. [c.231]

Кроме того, требуемая избыточность тем больше, чем больше символов кодовой группы необходимо защищать от ошибок. Поэтому с учетом заметности искажений в системах передачи сигналов звукового вещания обычно защищают от ошибок пять-шесть старших разрядов а также служебные комбинации, определяющие использованную шкалу квантования при почти мгновенном компандировании. Ошибки в младших разрядах, если частота их появления не слишком велика, достаточно обнаруживать и маскировать. [c.233]

Для оценки инструментальной пофешности ЦСИ разобьем шкалу идеального линейного квантования на строки, равные номинальному значению q (верхняя часть рис. 3.18, а). Цифровому значению соответствует некоторая область (так как реально число округляется) значений измеряемой величины л . Эта область находится между уровнями (Л - 0,5)9 и (Л + 0,5)д. Считаем, чтоЛ-й точке квантованной шкалы соответствует значение измеряемой величины, равное (Л+ 0,5)9- [c.145]

ЧКХ пленки определяет также и Число разрешаемых уровней серого в пределах данного элемента разрешения. Квантование шкалы полутоьов отношением сигнал/шум для амплитудного пропускания с гауссовым распределением относительно среднего значения дает в соответствии с формулой (21) максимальную инфор- [c.168]

ППШПП рассматриваемого голографического процесса, умноженного на число уровней квантования шкалы яркости log2[l+ S/A ) в битах [c.170]

Кодовый датчик положения есть преобразователь угла поворота в код, в котором операция аналого-цифрового преобразования реализуется при помощи кодовой щкалы. Повыщение разрешающей способности и пределов измерения преобразователя вызывает увеличение объема кода. Это в свою очередь ведет к уменьшению шага квантования шкалы, увеличивает ее габариты и трудоемкость изготовления. Отсюда возникает проблема масштабного преобразования измеряемой величины, создания многоотсчетных устройств, связанных между собой по принципам позиционных систем счисления. Практически это выражается в том, что вместо одной шкалы, создаются две или более, кинематически связанные друг с другом. [c.107]

Наиболее широкое распространение получили два способа масштабного преобразования. Если обозначить через р основание системы счисления, то число уровней квантования шкалы старшего разряда рс и младшего разряда рм равно рс=рм=р, а объем кода для двух разрядов р . При первом способе масштабного преобразования оба разряда воспроизводят на одном кодовом диске, где шкала младшего разряда последовательно повторяется рс раз, а передаточное число между млздшим и старшим разрядами 1. При втором способе каждый разряд воспроизводят на отдельных дисках, которые связаны друг с другом передачей Im =P- Эти решения не являются оптимальными. В первом случае шкала имеет большие габариты и небольшой шаг квантования, то есть в этом отношении мы не получили бы выигрыша перед вариантом, если бы весь код был реализован при помощи одной шкалы. Во втором случае велики габариты промежуточной кинематической передачи. В статье рассматривается специфический вид масштабного преобразования, основанного на идее зацепления кодовых колец [1]. Причем код, формируемый преобразователем, представляется в системе счисления остаточных классов (системе СОК) [2]. [c.107]

Будем считать, что однодорожечная шкала (ОШ) и расположенные вокруг нее считывающие элементы — считывающее кольцо (СК) — образуют кольцевое кодирующее устройство (ККУ). ККУ будем рассматривать как ступень кодового датчика положения. За один оборот шкалы относительно считывающих элементов ККУ формирует р различных кодовых комбинаций длиной п, где р — число уровней квантования ККУ, п — число считывающих элементов. [c.145]

Поскольку погрешности квантования и синхронизации присущи принципу работы цифрового СИ, то они отнесены к разряду Методических, а не инструментальных. Для оценки инструментальной погрешности ЦСИ разобьем шкалу идеального линейного > антованры на строки, равные номинальному значению д (верхняя часть рис. 3.18, а). Цифровому значению соответствует неко- [c.139]

Идея Онзагера — Лифшица была основана на простом полуклас-сическом рассмотрении движения электронов в магнитном поле с использованием условия Бора—Зоммерфельда для квантования движения. При этом получается, что частота осцилляций дГвА F (т.е. величина, обратная периоду в шкале /Н) прямо пропорциональна площади экстремального сечения Л поверхности Ферми, а коэффициент пропорциональности состоит из мировых констант. Это соотношение имеет вид [c.34]

Такие ошибки наиболее вероятны при квантовании сигнала с плавно пзуеняющейся амплитудой без резких скачков. Шкала в пред-ставляет собой характеристики, где Частотные характеристи- Г п с ки входного и выходного фильтров ошибки превышают 0,5 интер- ижних частот вала квантования, приближаясь к [c.21]

Кодовая комбинация, соответствующая числу л, содержит передаваемые последовательно символы а,п-ь. .., оо. Необходимое число разрядов для кодирования при заданном максимальном числе уровней шкалы квантования Лмакс определяется из выражения m = log2 мaк . Если кодовая группа содержит т символов О или 1, то с помощью такого т-разрядного двоичного кода можно закодировать числа до Лмакс=2 . Так, при от=7 Лмакс=128, при т=8 Лмакс = 256 и т. д. [c.213]

Двоичные символы, входящие в состав кодовых групп, называются битами. Они имеют разный вес. Наименьший вес имеет младший бит ао, несущий информацию об одном шаге квантования. Старший значащий бит ат- несет информацию с 2 шагах квантования и имеет наибольший вес. Пусть, например, кодируется отсчет сигнала, имеющий уровень л=115, а шкала квантования содержит Лмакс=256 отсчетов. В этом случае лг=log2256=8 и число п записывается в двоичной системе следующим образом л=0-27+1.26+1.25+1.2 +0-2 +0-22+1.2 +1 -20. Соответствующая кодовая комбинация имеет вид 01110011. Такой код называют натуральным. В цифровых системах связи и вещания распространены также симметричные коды, характеризуемые тем, что первой символ кодовой комбинации определяется полярностью кодируемого отсчета сигнала, а остальные символы несут информацию об абсолютном значении отсчета. Если кодируется сигнал положительной полярности, первым битом кодового слова является 1, а если отрицательной полярности, то 0. Разнополярные отсчеты, равные по абсолютному значению, различаются только первым символом в кодовом слове. [c.213]

Одним из основных показателей цифровых систем передачи аналоговых сигналов является отношение мощности сигнала к мощности шума квантования (Рш.кв) на выходе ЦАП. Определим значение Рш.кв для произвольной шкалы квантования. Пусть сигнал с плотностью вероятности распределения мгновенных значений Ш(и) подвергается квантованию в диапазоне мгновенных значений — Потр до + 7огр (рис. 7.3) с шагом, величина которого может изменяться. Из рис. 7.3 видно, что вероятность появления сигнала с уровнем, лежащим в пределах -го шага. [c.216]

Рассмотрим, как образуется разностный сигнал при ДИКМ, когда входной сигнал за интервал дискретизации сравнительно мало изменяется (рис. 7.14). При этом приращение сигнала Ир заметно меньше самих отсчетов. Следовательно, при заданном шаге б шкала квантования разности будет содержать меньшее число уровней и требуемая скорость передачи окажется ниже, чем при ИКМ. [c.227]

Во всех рассмотренных случаях ошибки приводят к неправильному восстановлению одного отсчета сигнала. Если при почти мгновенном компандировании ошибочно будет передана трехразрядная комбинация, определяющая выбранную шкалу квантования, с погрешностью будут восстановлены не один, а сразу 32 отсчета сигнала. [c.231]

Следовательно, код (3, 1) состоит всего лишь из двух кодовых слов, а для увеличения числа кодовых слов необходимы блоки большей длины. При этом, однако, возрастает сложность декодирующих устройств. Поэтому коды Хэмминга целесообразно использовать для исправления одиночных независимых ошибок при небольшом числе возможных кодовых комбинаций. В частности, такие коды применяют для передачи трехсимвольных кодовых комбинаций, определяющих шкалу квантования при кодировании вещательных сигналов с почти мгновенным компандированием. [c.236]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...