Quel est un signal. Types de signaux. Signal analogique et numérique. Types de signaux et comment il agit différents types de signaux

Test

Types de signaux

introduction

capteur électronique de signal

Electronique - Science, engagée dans l'étude de l'interaction des électrons ou d'autres particules chargées avec des champs électromagnétiques et le développement de méthodes de création de périphériques et de périphériques électroniques dans lesquels cette interaction est utilisée pour transférer, stocker et transmettre des informations.

Les résultats de l'étude des processus électroniques et des phénomènes, ainsi que l'étude et le développement de méthodes de création d'appareils et d'appareils électroniques, déterminent le développement de l'équipement électronique dans deux directions. Le premier d'entre eux est associé à la création de technologies de production et à la libération industrielle des dispositifs électroniques à diverses fins. La deuxième direction est associée à la création sur la base de ces instruments de l'équipement afin de résoudre divers types de tâches associées au transfert, à la réception et à la transformation des informations dans le domaine des systèmes d'automatisation de l'informatique, de l'informatique et des processus technologiques, etc.

L'électronique a un événement d'histoire courte et riche. Sa première période est associée aux émetteurs les plus simples et capable de percevoir leurs signaux par récepteurs. Ensuite, l'ère des lampes à vide s'est produite. À partir du milieu des années 50, une nouvelle période a commencé dans le développement de l'électronique associée à l'avènement des éléments semi-conducteurs, puis de petits et grands circuits intégrés.

La phase moderne du développement de l'électronique est caractérisée par l'avènement des circuits intégrés ultra-hauts à microprocesseur, des processeurs de signaux numériques, des circuits intégrés logiques programmables, permettant de résoudre les tâches de traitement du signal à des indicateurs techniques et économiques élevés. Electronics numériques, convertissant un système de collecte, de traitement et de transmission d'informations, est impensable sans technologie analogique. Ce sont des dispositifs analogiques qui déterminent largement les caractéristiques de ces systèmes.

L'électronique explore les problèmes de transmission, de réception et de transformation des informations basées sur des phénomènes électromagnétiques. En ce qui concerne l'électronique, ainsi que le transfert de messages d'une personne à une personne, il est également conseillé de prendre en compte l'échange d'informations entre l'homme et la mitrailleuse et entre les automates.

Il existe de nombreuses définitions du concept d'informations provenant de la philosophie la plus courante (l'information est le reflet du monde réel) à la pratique (les informations sont toutes des informations qui font l'objet de stockage, de transmission, de transformation).

Les informations sont transmises sous forme de signaux. Le signal est un processus physique contenant des informations. Le signal peut être du son, de la lumière, sous forme de courrier, etc. Le signal le plus courant de la forme électrique comme une dépendance de la tension de U (t) est le plus courant.

Pratiquement, tout système électronique vise son fonctionnement de cette conversion ou d'une autre conversion d'énergie. La tâche de tout système de gestion électronique du sens le plus général est de traiter des informations sur le mode de fonctionnement actuel de l'objet géré et du développement basé sur ces signaux de commande afin de se rapprocher du mode de fonctionnement actuel de l'objet au mode spécifié. Sous le traitement des informations dans ce cas, la solution est signifiée d'une manière ou d'une autre méthode des équations d'état du système.

L'objet présenté à la figure 1.1 est un objet physique réel, dont les nombreuses propriétés sont caractérisées par diverses quantités physiques (FV). Il est dans des connexions multilatérales et complexes avec d'autres objets. De la variété de ces connexions sur la Fig. 1.1 sont montrés à l'entrée mesurée PV X et la sortie de FV Y, caractérisant l'état de l'objet. Les capteurs (transducteurs primaires) fournissent une transformation de FV X et Y, ayant dans la plupart des cas de nature non électrique, dans des signaux électriques avec la préservation des informations nécessaires sur les effets perturbateurs et l'état de l'objet.

Les signaux du dispositif de traitement primaire (KJV) font partie intégrante du système. Il assure la conjugaison des capteurs avec des dispositifs électroniques ultérieurs effectuant le prétraitement des quantités physiques mesurées. En règle générale, les fonctions suivantes y sont attribuées:

· améliorer les signaux de sortie des convertisseurs primaires;

· normalisation des signaux analogiques, c'est-à-dire apporter les limites de l'échelle continue primaire à l'une des gammes d'entrée standard du transducteur analogique-numérique du canal de mesure (les gammes les plus courantes de 0 à 5 V, de -5 à 5 V et de 0 à 10 V;

· filtrage préliminaire basse fréquence, c'est-à-dire limiter la bande passante du signal continu primaire afin de réduire l'effet du résultat de la mesure de l'interférence de diverses initiatives;

· assurer l'isolation de galvanoplastie entre la source d'un signal analogique ou discret et des canaux de mesure et / ou d'état du système. De même, cela fait référence à l'isolement entre les canaux de l'équipement de production discrète et de puissance contrôlée du système. Outre la protection des chaînes de sortie et d'entrée, l'isolement de la galvanoplastie réduit l'effet sur le système d'interférence en termes de chaînes de mise à la terre en raison de la séparation totale du sol du système informatique et du terrain de l'équipement contrôlé. L'absence d'isolement galvanique n'est autorisée que dans des cas techniquement raisonnables.

Les signaux de sortie du dispositif de traitement primaire sont convertis en une forme numérique par un périphérique appelé convertisseur analogique-numérique (ADC). À la sortie de l'ADC, une représentation binaire d'un signal analogique est obtenue, qui est ensuite traitée par un processeur de signal numérique. Après traitement, les informations contenues dans le signal peuvent être reconverties sur une forme analogique à l'aide d'un convertisseur analogique numérique (DAC).

Le processeur traite les données source caractérisant les effets perturbateurs et l'état de l'objet. L'algorithme de traitement est déterminé par l'objet de mesure, la tâche de mesure, qui consiste à déterminer les valeurs des quantités physiques sélectionnées (mesurées) (FV) avec la précision requise dans les conditions spécifiées et les principales caractéristiques de mesure.

1. Signaux

capteur électronique de signal

Le concept du signal est l'un des principaux concepts d'électronique. Le signal est un processus physique existant dans le système, qui compte de nombreux États qu'il prend en conformité avec des influences externes sur ce système. La principale caractéristique du signal est qu'elle porte des informations sur l'impact sur ce système.

Étant donné que les processus physiques réels se produisent dans le temps, alors comme modèle mathématique du signal représentant ces processus, utilisez les fonctions temporelles reflétant les modifications des processus physiques.

Le signal peut être du son, de la lumière, sous forme de courrier, etc. Le signal le plus courant de la forme électrique comme une dépendance de la tension de U (t) est le plus courant.

. Classification du signal

Le rôle dans la transmission de signaux d'information spécifiques peut être divisé en utiles et interférentes (interférences). Les signaux utiles Transférer des informations spécifiées et les interférences le déforme, bien que, peut-être, transférer d'autres informations.

Selon le degré de définition des valeurs de signal attendus, tous les signaux peuvent être divisés en signaux déterministes et de signaux aléatoires. Le déterministe s'appelle un signal dont la valeur peut être définie avec précision. Les signaux déterministes peuvent être périodiques et non périodiques.

Périodique est appelé un signal pour lequel la condition est satisfaite.
s (t) \u003d s (t + kt), où k est un entier, T est une période qui est le segment du temps final. Un exemple de signal périodique - oscillation harmonique. .

Ici vous. m, T, f. 0, w. 0, JE. j. 0 - respectivement amplitude, période, fréquence, fréquence angulaire et phase initiale d'oscillations.

Les signaux périodiques complexes comprennent les signaux d'impulsion de différentes formes (impulsions électriques)

L'impulsion électrique est un changement de tension électrique ou de courant à court terme.

Les impulsions de courant électrique ou de tension (unipolaires) ne contenant pas d'oscillations à haute fréquence sont appelées impulsions vidéo (Fig. 2.2). Les impulsions électriques qui sont limitées dans le temps des oscillations électromagnétiques à haute fréquence ou ultra-fréquence qui ont une enveloppe d'impulsion vidéo, sont appelées impulsions radio.

Par la nature du changement de temps, les impulsions électriques de formes rectangulaires, scies, exponentielles, cloche et autres formes diffèrent. Une véritable impulsion vidéo peut avoir une forme assez compliquée, caractérisée par une amplitude A, une durée d'impulsion. t. et , Durée de l'avant t. f. et durabilité t. de , magnitude du sommet de la puce D MAIS.

Tout signal périodique complexe peut être représenté comme une somme d'oscillations harmonieuses avec des fréquences, multiples de la fréquence principale.

Le signal non périodique est généralement limité dans le temps.

Un signal aléatoire s'appelle la fonction du temps, dont les valeurs sont à l'avance sont inconnues et ne peuvent être prédites qu'avec une probabilité. Comme les principales caractéristiques des signaux aléatoires acceptent:

a) la loi de la distribution de probabilité (l'heure relative de la résidence de la valeur du signal à un certain intervalle);

b) Distribution de puissance de signal spectral.

Les signaux de sortie des capteurs sont un reflet de certains processus physiques. Ils sont généralement continus, car la plupart des processus physiques sont continus de leur nature. Ces signaux sont appelés analogiques.

Le signal analogique est décrit par une fonction continue (ou en continu par morceaux) x UNE. (t), et la fonction elle-même, ainsi que son argument, peuvent prendre toutes les valeurs aux limites spécifiées. Les signaux analogiques sont tout simplement en train de générer et de traiter simplement, mais ils vous permettent de résoudre des tâches techniques relativement simples. Le travail des systèmes électroniques modernes repose sur l'utilisation de signaux discrètes et numériques.

Le signal discrète du temps est obtenu à la suite de l'échantillonnage d'une fonction continue représentant le remplacement d'une fonction continue par ses valeurs instantanées dans des temps distincts. Un tel signal est décrit par une fonction de réseau (série temporaire à proximité) S (P? T). Il peut prendre toutes les valeurs dans un intervalle, tandis qu'une variable indépendante N reçoit des valeurs discrètes de N \u003d 0, ± 1, ± 2, ... et? T est un intervalle d'échantillonnage.

Le signal quantifié du signal est obtenu à la suite d'une opération de quantification. L'essence de l'opération de quantification en termes de niveau est qu'un certain nombre de niveaux discrets sont enregistrés dans une plage dynamique continue de signal analogique, appelées niveaux de quantification. Les valeurs actuelles du signal analogique sont identifiées avec les niveaux de quantification les plus proches.

La quantification au niveau discret à temps du signal vous permet d'obtenir un signal discret quantifié. Le signal numérique est obtenu à la suite de la numérotation des niveaux de quantification des nombres binaires de signal discrètes quantifiés (nombre dans le système de numéros binaires) et représentant donc les valeurs de lecture du signal discret quantifiées sous la forme de nombres.

Parmi les signaux déterministes, les signaux de test occupent un lieu spécial, dont la nécessité de l'existence est due aux besoins de tester les caractéristiques des appareils électroniques développés.

Hésitation hésitation. Le signal de test le plus courant est une oscillation harmonique utilisée dans la pratique de mesure pour estimer les propriétés de fréquence des dispositifs à diverses fins.

Un seul saut est une valeur sans dimension, la multiplication du signal S (T) à la fonction d'un seul saut est tout ce qui équivaut à allumer ce signal à l'époque t \u003d 0:

s (t) à t ³ 0; (t) 1 (t) \u003d

avec T.< T. 0.

Fonction Delta. Prieure ?-la fonction satisfait aux conditions suivantes:

0 à T¹ T. 0;

d (T - T 0) =

À t \u003d t0 ;

De cette façon, ?-la fonction est nulle avec toutes les valeurs de l'argument différent de zéro et prend au point T \u003d 0 infiniment important. Zone sous Curve Limited ?-la fonction est égale à une.

3. Formes de représentation des signaux déterministes

Les modèles de signaux sous la forme d'une fonction temporelle sont principalement destinés à analyser les formes d'onde. Lors de la résolution de tâches de transmission de signaux de forme complexe à travers tous les périphériques, un tel modèle de signal n'est souvent pas entièrement pratique et ne permet pas de comprendre l'essence des processus physiques survenant dans des dispositifs.

Par conséquent, des signaux sont un ensemble de fonctions élémentaires (basiques), qui sont le plus souvent utilisées des fonctions orthogonales harmonique (sinusoïdale et cosinus). Le choix de telles fonctions est due au fait qu'ils sont, d'un point de vue mathématique, leurs propres fonctions de systèmes linéaires invariants (systèmes dont les paramètres ne dépendent pas du temps), c'est-à-dire. Ne changez pas votre formulaire après avoir traversé ces systèmes. En conséquence, le signal peut être représenté par une pluralité d'amplitudes, de phases et de fréquences de fonctions harmoniques, dont la combinaison est appelée spectre du signal.

Ainsi, il existe deux formes de représentation d'un signal déterministe arbitraire: temporaire et fréquence (spectrale).

La première forme de représentation est basée sur un modèle de signal mathématique sous la forme d'une fonction de temps T:

la seconde est sur le modèle mathématique du signal sous la forme de la fonction de fréquence F et, qui est très important, ce modèle n'existe que dans le domaine des fonctions complexes:

S \u003d (f) \u003d s (jf).

Les deux formes de représentation du signal sont liées à la paire de transformations de Fourier:

Lorsque vous utilisez une fréquence angulaire (cyclique) W \u003d 2PF Fourier Transforms, ont le formulaire suivant:

La représentation temporaire de l'oscillation harmonique a la forme suivante:

lorsque UM, T, F0, W0 et J0, respectivement, amplitude, période, fréquence, fréquence angulaire et phase d'oscillation initiale.

Pour représenter une telle oscillation dans le domaine de fréquence, il suffit de définir deux fonctions de fréquence montrant qu'à la fréquence W0 de l'amplitude du signal est UM et la phase initiale est égale à J0:

Les graphiques de représentations temporaires et de fréquences d'oscillation harmonique sont illustrés à la Fig. 2.7, où u amplitude u m. et phase j. 0 reporté sous la forme de segments de lignes droites.

Valeurs U. m. \u003d U ( w. 0) JE. j. 0 =j. (w. 0) sont appelés spectre de l'amplitude et de phase d'oscillation harmonique et leur combinaison est simplement un spectre.

Au lieu d'utiliser deux fonctions réelles dans le domaine de fréquence, une fonction complète peut être utilisée. Pour ce faire, nous écrivons une représentation temporaire de l'oscillation harmonique d'une forme complète:

Si nous excluons de la considération de la zone des fréquences négatives (elles n'ont pas de sens physique), vous pouvez écrire:

D'où vient l'amplitude complexe d'oscillation harmonique, dont le module est um, et l'argument est J0.

4. Cibles pour traiter des signaux physiques

L'objectif principal du traitement des signaux physiques est d'obtenir des informations contenues dans elles. Ces informations sont généralement présentes dans l'amplitude du signal (absolu ou relative), dans la fréquence ou dans la composition spectrale, dans la phase ou dans les dépendances du temps relatif de plusieurs signaux. Dès que les informations souhaitées sont extraites du signal, il peut être utilisé de différentes manières.

Dans certains cas, il est souhaitable de reformater les informations contenues dans le signal. En particulier, le changement de format se produit lorsque le signal sonore est transmis dans un système de séparation de téléphone et de fréquence multicanal (FDMA). Dans ce cas, les méthodes analogiques sont utilisées pour placer plusieurs canaux vocaux dans le spectre de fréquence pour transmettre via une station de relais radio à micro-ondes, un câble coaxial ou une fibre optique. Dans le cas de la communication numérique, les informations sonores analogiques sont d'abord converties par un convertisseur analogique-numérique en numérique. Les informations numériques représentant des canaux audio individuels sont multiplexés dans le temps (accès multicanal avec séparation temporaire, TDMA) et transmis sur une ligne de communication numérique série.

Une autre raison du traitement des signaux est de comprimer la bande de fréquences du signal (sans perte d'informations significative), suivie de la mise en forme et de la transmission d'informations à des vitesses réduites, ce qui vous permet de limiter la largeur de bande de canal requise. Dans les modems à haute vitesse et les systèmes de modulation de code d'impulsion adaptatif, des algorithmes pour éliminer la redondance des données (compression), ainsi que dans les systèmes de communication mobiles numériques, les systèmes d'enregistrement sonore, la télévision haute définition sont largement utilisés.

Systèmes de logiciels et de matériel pour l'automatisation de mesure Dans de nombreux cas, utilisez des informations obtenues à partir de capteurs afin de générer des signaux de retour correspondants, qui contrôlent directement le processus de mesure. Ces systèmes nécessitent la présence des ADC et des DAC, ainsi que des capteurs, des dispositifs de normalisation du signal et des processeurs numériques

Dans certains cas, il y a du bruit dans le signal contenant des informations et l'objectif principal est de restaurer le signal. Des méthodes telles que le filtrage, la détection synchrone, etc., sont souvent utilisées pour effectuer cette tâche dans les zones analogiques et numériques.

Ainsi, les cibles de conversion des signaux:

· extraction d'informations sur le signal (amplitude, phase, fréquence, composants spectraux, ratios temporaires);

· transformation du format du signal;

· Compression de données;

· formation de signaux de rétroaction;

· transformation analogique-numérique;

· conversion numérique-analogique;

· sélection du signal de bruit.

. Méthodes de traitement des signaux physiques

Les signaux peuvent être traités en utilisant:

· méthodes analogiques (traitement du signal analogique);

· méthodes numériques (traitement du signal numérique);

· ou des combinaisons de méthodes analogiques et numériques (traitement de signal combiné).

Les appareils dans lesquels les signaux analogiques (traitement analogique) sont traités sont appelés analogiques (processeurs analogiques).

Les appareils dans lesquels des signaux numériques sont traités (traitement numérique) sont appelés numériques (processeurs numériques).

Dans certains cas, le choix de la méthode de traitement est clair, dans d'autres cas, il n'y a aucune clarté dans le choix et, par conséquent, la décision finale repose sur certaines considérations sur la base des avantages et des inconvénients de ces méthodes.

Les principaux avantages des méthodes de traitement du signal numérique comprennent:

· la possibilité de mettre en œuvre des algorithmes de traitement de signal complexes, qui sont difficiles, il est même impossible de mettre en œuvre avec l'aide de la technologie analogique;

· la possibilité de mettre en œuvre le principe de "adaptation" ou d'auto-configuration, c'est-à-dire la possibilité de modifier l'algorithme de traitement du signal sans restructuration physique du dispositif (par exemple, en fonction du type de signal entrant dans l'entrée de filtre);

· la capacité de traiter simultanément plusieurs signaux;

· atteindre fondamentalement une précision de traitement du signal plus élevé;

· l'absence d'un effet significatif de l'instabilité des paramètres des transformateurs numériques causés par les fluctuations de température, le vieillissement, la dérive zéro, la variation des tensions d'alimentation et d'autres raisons, à la "qualité" du traitement du signal;

· une grosse immunité de bruit de dispositifs numériques et des coûts d'énergie temporelle et de fréquence plus petite pour transmettre des signaux numériques (comparés à la transmission de signaux analogiques);

· un niveau supérieur de développement de périphériques numériques.

Les inconvénients des transformateurs numériques comprennent:

· plus grande difficulté comparée aux dispositifs analogiques et au coût encore plus élevé;

· pas si haut que je voudrais la vitesse;

· l'impossibilité d'éliminer des erreurs spécifiques causées par la discrétisation, la quantification du signal et les arrondis pendant le processus de calcul.

Le spécialiste d'aujourd'hui se tient avant de choisir une combinaison appropriée de méthodes analogiques et numériques pour résoudre la tâche de traitement du signal. Il est impossible de traiter des signaux analogiques physiques en utilisant uniquement des méthodes numériques, car tous les capteurs (microphones, thermocouples, tsorons, cristaux piézoélectriques, têtes de bandeau sur les disques magnétiques, etc.) sont des dispositifs analogiques. Par conséquent, certains types de signaux nécessitent la présence de circuits de normalisation pour une méthode analogique ou numérique de traitement de signal supplémentaire. En fait, le circuit de normalisation du signal est des processeurs analogiques effectuant:

· améliorer les signaux dans les amplificateurs de mesure et préliminaires (tampons));

· détection de signal sur l'arrière-plan des amplificateurs de signal de la syphase de haute précision de haute précision;

· gamme de gamme dynamique (amplificateurs logarithmiques, DAC logarithmiques et amplificateurs avec coefficient de gain programmable);

· filtration (passif et actif).

Littérature

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Conférence 1.

Les principaux types de signaux et leur description mathématique.

Les principaux types de signaux: analogique, discret, numérique.

Analogique - Ceci est un signal, continu à temps et à l'état (Fig. 1a). Le signal est décrit par une fonction continue (ou en continu par morceaux) H.(t.). Dans ce cas, l'argument et la fonction elle-même peuvent prendre des valeurs de quelques intervalles:

t." ≤ t. ≤ t."" , x." ≤ x. ≤ x."".

Discret - Ceci est un signal, discret à temps et continu selon l'état (Fig. 1B). Décrit avec une fonction de réseau H.(n.* T.), où n. - Numéro de compte à rebours (1,2,3, ...). Intervalle T. appelez la période de discrétisation et l'inverse f.d \u003d 1 / T. - fréquence d'échantillonnage. La fonction de réseau n'est définie que au moment du temps.n. * T. et ne peut que dans ces moments prenez des valeurs d'un intervalle x." ≤ x. ≤ x."". Les valeurs de la fonction de réseau et le signal lui-même au moment du temps n.* T. , Compte des appels. (Le signal discret peut être à la fois réel et complexe).

Numérique - Ceci est un signal, discret à la fois dans le temps et en tant que condition (Fig. 1B). Les signaux de ce type sont également décrits par des fonctions de réseau. H.c ( n.* T.) qui ne peut prendre que le nombre final de valeurs d'un certain intervalle final x." ≤ x. ≤ x."". Ces valeurs sont appelées niveaux de quantification et les fonctions correspondantes sont quantifiées.

Lors de l'analyse des signaux discrètes, il est pratique d'utiliser le temps normalisé
Sinon, c'est-à-dire Le numéro de référence du signal discret peut être interprété comme une durée normalisée. Lors du déplacement du temps normalisé, le signal discret peut être considéré comme fonction d'une variable entière. n.. C'est ensuite H.(n.) Également H.(n.· T.).

Rationnement de fréquence.

Par la fréquence de signal analogique maximum de Kotelnikov Theorem f.en ne devrait pas être plus f.d 2. Par conséquent, tous les signaux distincts sont souhaitables à être considérés dans la gamme. Dans ce cas, le concept est introduit fréquence normalisée

ou alors

et envisager un signal discret f. dans la zone

ou alors

L'utilisation d'une fréquence normalisée vous permet d'explorer les caractéristiques de fréquence des systèmes discrets et des spectres de signaux discrètes dans une bande de fréquences unique. Aucune valeur de fréquence de signal absolue et de fréquence d'échantillonnage n'est importante pour COS, et leur rapport, c'est-à-dire La valeur de la fréquence normalisée.

Par exemple, pour 2 cosines discrets:

où

Finalement:

Les signaux distincts d'entre eux sont les mêmes, car leurs fréquences normalisées sont égales, elles ne seront que de différentes manières.

Dans le cas général, le cosinineid discrète dans la région des fréquences normalisées a la forme:

Diagramme de traitement du signal numérique généralisé.

Le processus COS comprend 3 étapes:

Séquence Shaper of Nombres X (n.* T.) Du signal analogique x.(t.) ;

Séquence de conversion X (n.* T.) Selon un algorithme donné à un processeur numérique pour traiter les signaux (CPS) à une nouvelle séquence numérique de sortie Y (n.* T.) ;

Formation du signal analogique résultant y.(t.) De la séquence y.(n.* T.).

Fréquence d'échantillonnage f.d sélectionné: f.d ≥ 2. f.dans.

Les signaux réels ne satisfont pas cette exigence. Par conséquent, ils ont mis le FGC, qui limite le spectre. Étant donné que l'énergie des signaux réels diminue avec la fréquence croissante, la distorsion introduite par FNH est insignifiante (Fig. 3 A et B), ainsi que les spectres ci-dessous:

Niveaux de quantification (Fig. 1.v.) sont codés par des nombres binaires, donc à la sortie de l'ADC, nous avons une séquence de nombres binaires
. Signal numérique
Diffère de discret
Par magnitude:

Erreur de quantification.

Pour le réduire, il est nécessaire d'augmenter le nombre de niveaux de quantification. Le signal discret entre dans la CPC, qui par l'algorithme à chaque rapport d'entrée met dans un signal de sortie correspondant unique.
. Dans le même temps, le nombre d'opérations (multiplications, ajouts, inversions, transfert, etc.) pour obtenir une référence peut être calculé autant que vous le souhaitez. Cependant, la période de traitement (temps de calcul) ne peut pas être supérieure à la période d'échantillonnage . Et il ne peut être que si la fréquence d'horloge f. T tspos \u003e\u003e f. RÉ.

Suivant DSC génère un signal analogique étape (t.), dont les étapes sont lissées par le filtre, d'obtenir analogique y.(t.).

Le signal est défini comme une tension ou un courant pouvant être transmis comme un message ou comme des informations. Par nature, tous les signaux sont analogiques, qu'il s'agisse d'un courant permanent ou permanent, numérique ou pulsé. Cependant, il est de coutume de faire une différence entre les signaux analogiques et numériques.

Le signal numérique s'appelle un signal, définitivement traité et converti en chiffres. Habituellement, ces signaux numériques sont associés à de vrais signaux analogiques, mais parfois entre eux et sans connexion. Par exemple, il est possible de transférer des données sur des réseaux informatiques locaux (LAN) ou dans d'autres réseaux à grande vitesse.

Dans le cas du signal analogique de traitement du signal numérique (COS) est converti en une forme binaire par un périphérique appelé convertisseur analogique-numérique (ADC). À la sortie de l'ADC, une représentation binaire d'un signal analogique est obtenue, qui est ensuite traitée par un processeur de signal numérique arithmétique (DSP). Après traitement, les informations contenues dans le signal peuvent être reconverties sur une forme analogique à l'aide d'un convertisseur analogique numérique (DAC).

Un autre concept clé de la définition du signal est le fait que le signal comporte toujours des informations. Cela nous conduit au problème clé du traitement des signaux analogiques physiques - le problème de l'extraction de l'information.

Objectifs de traitement du signal.

L'objectif principal du traitement du signal est la nécessité d'obtenir des informations contenues dans elles. Ces informations sont généralement présentes dans l'amplitude du signal (absolu ou relative), dans la fréquence ou dans la composition spectrale, dans la phase ou dans les dépendances du temps relatif de plusieurs signaux.

Dès que les informations souhaitées sont extraites du signal, il peut être utilisé de différentes manières. Dans certains cas, il est souhaitable de reformater les informations contenues dans le signal.

En particulier, la variation du format de signal se produit lorsque le signal audio est transmis dans le système de séparation de téléphone et de fréquence multi-canaux (FDMA). Dans ce cas, des méthodes analogiques sont utilisées pour placer plusieurs canaux vocaux dans le spectre de fréquence pour la transmission à l'aide de la plage à micro-ondes de la gamme à micro-ondes, du câble coaxial ou de la fibre optique.

Dans le cas de la communication numérique, les informations sonores analogiques sont d'abord converties en numérique à l'aide de ADC. Les informations numériques représentant des canaux audio individuels sont multiplexés dans le temps (accès multicanal avec séparation temporaire, TDMA) et transmis sur une ligne de communication numérique série (comme dans le système IRM).

Une autre raison du traitement des signaux est de comprimer la bande de fréquences du signal (sans perte d'informations significative), suivie de la mise en forme et de la transmission d'informations à des vitesses réduites, ce qui vous permet de limiter la largeur de bande de canal requise. Dans les modems à grande vitesse et les systèmes de modulation de code d'impulsion adaptatif (ADPCM), des algorithmes d'élimination de la redondance des données (compression) sont largement utilisés, ainsi que dans les systèmes mobiles mobiles, les systèmes d'enregistrement de son MPEG, la télévision haute définition (HDTV).

Systèmes de collecte de données industriels et systèmes de contrôle Utilisez des informations obtenues à partir de capteurs pour générer les signaux de rétroaction correspondants qui contrôlent directement le processus. Veuillez noter que ces systèmes nécessitent des ADC et des DAC et des capteurs, des périphériques de normalisation du signal et DSP (ou microcontrôleurs).

Dans certains cas, il y a du bruit dans le signal contenant des informations et l'objectif principal est de restaurer le signal. Les méthodes telles que le filtrage, l'autocorrélation, la convolution, etc., sont souvent utilisées pour effectuer cette tâche et dans les régions analogiques et dans les régions numériques.

Objectifs de traitement du signal
Extraction d'informations sur le signal (amplitude, phase, fréquence, composants spectraux, ratios temporaires)

Conversion de format de signal (téléphonie avec séparation du canal FDMA, TDMA, CDMA)

Compression de données (modems, téléphones portables, télévision HDTV, compression MPEG)

Former des signaux de rétroaction (gestion des processus industriels)

Sélection du signal du bruit (filtrage, autocorrélation, convolution)

Sélection et enregistrement d'un signal d'affichage numérique pour un traitement ultérieur (BPF)

Formation de signaux

Dans la plupart des situations données (liées à l'utilisation de DSP-Technologies), les deux ADC sont nécessaires et le CAD. Cependant, dans certains cas, seul le DAC est nécessaire lorsque les signaux analogiques peuvent être générés directement sur la base de DSP et du CAD. Un bon exemple est affiché avec une analyse vidéo, dans laquelle le signal généré sous forme numérique contrôle l'image vidéo ou l'unité RAMDAC (le convertisseur des valeurs de pixels de la forme numérique sous la forme analogique).

Un autre exemple est synthétisé artificiellement la musique et la parole. En fait, lors de la génération de signaux analogiques physiques utilisant uniquement des méthodes numériques, reposez-vous sur des informations précédemment obtenues à partir de sources de signaux analogiques physiques similaires. Dans les systèmes d'affichage, les données de l'écran doivent transmettre les informations correspondantes à l'opérateur. Lors du développement de systèmes sonores, des propriétés statistiques des sons générés, qui ont déjà été définis à l'aide d'une large utilisation de méthodes COS (source sonore, microphone, préamplificateur, ADC, etc.).

Méthodes et technologies de traitement du signal

Les signaux peuvent être traités à l'aide de méthodes analogiques (traitement du signal analogique ou ASP), méthodes numériques (traitement du signal numérique ou DSP) ou une combinaison de méthodes analogiques et numériques (traitement de signal combiné ou MSP). Dans certains cas, le choix des méthodes est clair, dans d'autres cas, il n'est pas clarté de choisir et de prendre une décision finale basée sur certaines considérations.

Quant à DSP, la principale différence de l'analyse de données informatiques traditionnelle est une vitesse élevée et une efficacité des fonctions de traitement numérique complexes, telles que le filtrage, l'analyse en utilisant et la compression des données en temps réel.

Le terme "traitement de signal combiné" implique que le système est effectué et le traitement analogique et numérique. Un tel système peut être mis en oeuvre en tant que circuit imprimé, un circuit intégré hybride (IP) ou un cristal séparé avec des éléments intégrés. Les ADC et DSA sont traités comme un dispositif de traitement de signal combiné, car des fonctions analogiques et numériques sont également implémentées dans chacune d'elles.

Les récents succès de la technologie de création des puces avec un degré d'intégration très élevé (VLSI) vous permettent de procéder à un traitement complexe (numérique et analogique) sur un cristal. La nature nature elle-même implique que ces fonctions peuvent être effectuées en mode temps réel.

Comparaison du traitement du signal analogique et numérique

L'ingénieur d'aujourd'hui est confronté à une combinaison appropriée de méthodes analogiques et numériques pour résoudre la tâche de traitement du signal. Il n'est pas possible de traiter des signaux analogiques physiques en utilisant uniquement des méthodes numériques, car tous les capteurs (microphones, thermocouples, cristaux piézoélectriques, têtes d'entraînement sur les disques magnétiques, etc.) sont des dispositifs analogiques.

Certains types de signaux nécessitent la présence de circuits de normalisation pour un traitement de signal supplémentaire en tant que méthode analogique et numérique. Les circuits de normalisation du signal sont des processeurs analogiques qui effectuent des fonctionnalités telles que le gain, l'accumulation (dans des amplificateurs de mesure et préliminaires (tampon)), détection de signal sur l'arrière-plan du bruit (amplificateurs de signal de la syphase de haute précision, égaliseurs et récepteurs linéaires), compression de la plage dynamique ( Amplificateurs logarithmiques, DAC logarithmiques et amplificateurs avec un gain programmable) et filtrage (passif ou actif).

Plusieurs méthodes de mise en oeuvre du processus de traitement du signal sont illustrées à la figure 1. Dans la zone supérieure de l'image, une approche analogique pure est décrite. Les zones restantes montrent la mise en œuvre du DSP. Veuillez noter que dès que la technologie DSP est sélectionnée, la décision suivante doit être la définition de l'emplacement ADC dans le chemin de traitement du signal.

Traitement des signaux analogiques et numériques

Figure 1. Méthodes de traitement du signal

En général, étant donné que l'ADC est rapproché du capteur, la majeure partie du traitement du signal analogique est désormais fabriquée par ADC. Une augmentation des capacités de l'ADC peut être exprimée pour augmenter la fréquence d'échantillonnage, développer la plage dynamique, augmenter la résolution, le bruit d'entrée de coupure, l'utilisation de filtrage d'entrée et d'amplificateurs programmables (PGA), la présence de sources de tension de référence sur le cristal, etc. Tous les add-ons mentionnés augmentent le niveau fonctionnel et simplifient le système.

En présence de technologies modernes pour la production de CAD et ADC avec des fréquences d'échantillonnage élevées et une capacité solvable, des progrès significatifs ont été obtenus dans l'intégration d'un nombre croissant de chaînes directement dans le CDA / DAC.

Dans le domaine des mesures, par exemple, il existe des ADC 24 bits avec des amplificateurs programmables intégrés (PGA), qui permettent de numériser des ponts à grande échelle 10 mV directement, sans normalisation ultérieure (par exemple, la série AD773X).

En fréquences voix et sonores, des dispositifs de décodage de codage intégrés sont distribués (extrémité avant analogique, AFE), qui disposent d'un circuit analogique intégré à la puce dans la puce, ce qui répond aux exigences minimales des composants de normalisation externes (AD1819B et AD73322).

Il existe également des codecs vidéo (AFE) pour des tâches telles que le traitement des images à l'aide du CCD (CCD) et d'autres (par exemple, la série AD9814, AD9816 et AD984X).

Exemple de mise en œuvre

À titre d'exemple d'utilisation de DSP, il est comparable aux filtres numériques analogiques et basse fréquence (FNH), chacun avec une fréquence de tranche de 1 kHz.

Le filtre numérique est implémenté comme système numérique typique illustré à la figure 2. Veuillez noter que plusieurs hypothèses implicites sont prises dans le diagramme. De manière à traiter avec précision le signal, il est supposé que le chemin ADC / DAC a des dimensions suffisantes de la fréquence d'échantillonnage, de la résolution et de la plage dynamique. Afin, afin de compléter tous leurs calculs dans l'intervalle d'échantillonnage (1 / F), le dispositif COS doit avoir une vitesse suffisante. À l'entrée de l'ADC et à la sortie du CAD, le besoin est nécessaire de limiter et de restaurer le spectre de signal (filtre anti-aliasing et filtre anti-imagerie), bien que les exigences de leur performance soient petit. Après avoir pris ces hypothèses, vous pouvez comparer les filtres numériques et analogiques.

Figure 2. Schéma structurel du filtre numérique

La fréquence de coupure requise des deux filtres est de 1 kHz. La transformation analogique est mise en œuvre par le premier type de sixième ordre (caractérisé par la présence des ondulations de coefficient en passant la bande passante et l'absence d'ondulations en dehors de la bande passante). Ses caractéristiques sont présentées à la figure 2. Dans la pratique, ce filtre peut être représenté par trois filtres de second ordre, chacun d'entre eux étant construit sur un amplificateur de fonctionnement et plusieurs condenseurs. Avec l'aide de Filtres de conception automatisés modernes (CAPR), le sixième filtre d'ordre est suffisamment simple, mais pour répondre aux exigences techniques d'inégalité des caractéristiques de 0,5 dB, la sélection précise des composants est requise.

Présenté à la figure 2, un filtre numérique KIH avec 129 coefficients a une caractéristique inégale de seulement 0,002 dB dans la largeur de bande, la caractéristique de phase linéaire et une baisse beaucoup tranchante. En pratique, de telles caractéristiques ne peuvent pas être implémentées à l'aide de méthodes analogiques. Un autre avantage évident du schéma est que le filtre numérique ne nécessite pas la sélection des composants et n'est pas soumis aux paramètres dérivant, car la fréquence de synchronisation du filtre est stabilisée par un résonateur de quartz. Le filtre avec 129 coefficients nécessite 129 opérations de multiplication avec une accumulation (Mac) pour calculer la sortie. Ces calculs doivent être complétés dans l'intervalle d'échantillonnage de 1 / FS pour fournir une opération en temps réel. Dans cet exemple, la fréquence de discrétisation est de 10 kHz, de sorte que 100 μs suffisent pour traiter s'il n'est pas nécessaire de produire des calculs supplémentaires importants. La famille ADSP-21XX DSP peut compléter l'ensemble du processus de multiplication avec l'accumulation (et d'autres fonctions nécessaires à la mise en œuvre du filtre) pour un cycle de commande. Par conséquent, le filtre avec 129 coefficients nécessite une vitesse supérieure à 129/100 μs \u003d 1,3 million d'opérations avec une seconde (MIPS). Les DSP existants ont des performances beaucoup plus grandes et ne limitent donc pas le facteur de ces applications. La vitesse de la série ADSP-218X 16 bits avec un point fixe atteint 75 Mips. La liste 1 montre un code d'assembleur qui implémente un filtre sur les processeurs DSP de la famille ADSP-21XX. Veuillez noter que les lignes réelles du code exécutable sont marquées de flèches; Le reste est des commentaires.

Figure 3. Filtres analogiques et numériques

Bien entendu, dans la pratique, de nombreux autres facteurs sont pris en compte lorsqu'une estimation comparative des filtres analogiques et numériques ou des méthodes de traitement de signaux analogiques et numériques est généralement. Dans les systèmes de traitement des signaux modernes, les méthodes analogiques et numériques de mise en oeuvre de la fonction souhaitée sont combinées et les avantages des meilleures méthodes, analogiques et numériques, sont utilisés.

Programme sur Assembleur:
Filtre à sapin pour ADSP-21XX (précision unique)

Module sapin_sub; (Options de filtre de filtre de sous-programme I0 -\u003e Les données les plus anciennes de la ligne de retard I4 -\u003e Coefficients de filtre de table de démarrage L0 \u003d Longueur du filtre (N) L4 \u003d Longueur du filtre (N) M1, M5 \u003d 1 CNTR \u003d Longueur du filtre - 1 (N- 1) Valeurs de retour MR1 \u003d Résultat de la sommation (arrondi et limité) I0 -\u003e Les plus anciennes données de la ligne de retard I4 -\u003e Le début des coefficients de filtrage Table des registres modifiables MX0, My0, heure de fonctionnement (N - 1) + 6 cycles \u003d n + 5 cycles Tous les coefficients sont enregistrés au format 1.15). Sapin. Sapin: mr \u003d 0, mx0 \u003d dm (i0, m1), my0 \u003d pm (i4, m5) cntr \u003d n-1; Faire une convolution jusqu'à ce que ce soit; Convolution: MR \u003d MR + MX0 * MY0 (SS), MX0 \u003d DM (I0, M1), MY0 \u003d PM (I4, M5); MR \u003d MR + MX0 * MY0 (RND); Si mv satam M.; Rts; .Endmod; Traitement des signaux en temps réel

Traitement des signaux numériques;
La largeur du spectre du signal traitée est limitée par la fréquence de discrétisation de l'ADC / DAC
Rappelez-vous les critères de Nyquist et de la théorème de Kotelnikov

Limité par la décharge de l'ADC / CAD

La performance du processeur DSP limite le traitement du signal, comme suit:
Pour travailler en temps réel, tous les calculs produits par un processeur de signal doivent être complétés lors de l'intervalle de discrétisation de 1 / F

N'oubliez pas le traitement du signal analogique
filtrage haute fréquence / radiofréquence, modulation, démodulation

limitation analogique et restauration des filtres Spectrum (généralement FNH) pour ADC et DAC

où le bon sens et le coût de la mise en œuvre dictent

Littérature:

Avec l'article "Types de signaux", lisez:

L'affectation de périphériques radioélectriques, comme vous le savez, de l'obtention, de la transformation, de la transmission et du stockage d'informations présentées sous la forme de signaux électriques. Les signaux agissent dans des appareils électroniques et, en conséquence, les dispositifs eux-mêmes sont divisés en deux grands groupes: analogique et numérique.

Signal analogique - Signal, continu au niveau et dans le temps, c'est-à-dire un tel signal existant à tout moment et peut prendre n'importe quel niveau de la plage spécifiée.

Signal quantifié - Un signal qui ne peut recevoir que certaines valeurs quantifiées correspondant aux niveaux de quantification. La distance entre les deux niveaux adjacents est l'étape de quantification.

Signal discrétisé - Signal, dont les valeurs sont spécifiées uniquement au moment du temps appelé les moments d'échantillonnage. La distance entre les moments adjacents de discrétisation est une étape d'échantillonnage. Avec constante, le théorème de Kotelnikov est applicable: où - la fréquence limite supérieure du spectre du signal.

Signal numérique - Signal, niveau quantifier et discrétisé dans le temps. Les valeurs quantifiées du signal numérique sont généralement codées par certains code, tandis que chaque compte à rebours dédié pendant le processus d'échantillonnage est remplacé par le mot de code correspondant, dont les caractères ont deux valeurs - 0 et 1 (Fig. 2.1) .

Les représentants typiques des appareils électroniques analogiques sont des dispositifs de communication, la radiodiffusion, la télévision. Les exigences générales pour les dispositifs analogiques sont une distorsion minimale. Le désir de remplir ces exigences conduit à la complication des circuits électriques et des conceptions de dispositifs. Un autre problème de l'électronique analogique est la réalisation de l'immunité de bruit nécessaire, car dans le canal analogique du canal de communication bruit est fondamentalement peu associé.

Les signaux numériques sont formés par des circuits électroniques, des transistors dans lesquels sont fermés (courant à zéro) ou complètement ouverts (la tension proches de zéro), de sorte que la puissance mineure et la fiabilité des dispositifs numériques sont obtenues supérieures à l'analogique.

Les appareils numériques sont plus résistants au bruit que l'analogique, car les petits étrangers ne provoquent pas une réponse erronée des périphériques. Les erreurs n'apparaissent qu'avec de telles perturbations auquel le niveau de signal bas est perçu comme élevé, ou inversement. Dans les périphériques numériques, vous pouvez également appliquer des codes spéciaux pour corriger les erreurs. Il n'y a pas de telles possibilités dans les appareils analogiques.

Les périphériques numériques sont insensibles pour se disperser (sous des limites autorisées) des paramètres et des caractéristiques des transistors et d'autres systèmes. Les appareils numériques fabriqués indéterminés ne doivent pas nécessairement être configurés et leurs caractéristiques sont complètement répétables. Tout cela est très important avec la production de masse de dispositifs de technologie intégrale. Le rapport coût-efficacité de la production et du fonctionnement des puces intégrales numériques a entraîné le fait que, dans des appareils radio-electroniques modernes, non seulement numériques, mais également des signaux analogiques sont exposés au traitement numérique. Les filtres numériques, les régulateurs, les multiples, etc. sont courants. Avant le traitement numérique, les signaux analogiques sont convertis en convertisseurs numériques numériques à l'aide de convertisseurs analogiques (ADC). Conversion inverse - Restauration des signaux analogiques sur numérique - est effectué à l'aide de transducteurs à base numérique (DAC).

Avec toute la variété de tâches résolues par les appareils électroniques numériques, leur fonctionnement se produit dans les systèmes numériques qui fonctionnent avec seulement deux chiffres: zéro (0) et unité (1).

Dispositifs numériques habituellement blindéun générateur assez haute fréquence d'impulsions d'horloge. Dans une horloge, la microopération la plus simple est réalisée - lecture, équipe, équipe logique, etc. Les informations sont présentées sous la forme d'un mot numérique. Pour le transfert de mots, deux méthodes sont utilisées - parallèle et cohérente. Le codage séquentiel est appliqué lors de l'échange d'informations entre les périphériques numériques (par exemple, dans les réseaux informatiques, la communication du modem). Les informations de traitement dans des périphériques numériques sont implémentées en utilisant un codage parallèle des informations offrant une vitesse maximale.

Une base d'éléments pour la construction de périphériques numériques est une puce intégrée (ISS), chacune d'entre elles en utilisant un nombre spécifique d'éléments logiques - les appareils numériques les plus simples qui effectuent des opérations logiques élémentaires.

Le signal est un support matériau (données), qui est transmis à partir de la source au consommateur. Peut être des signaux physiques ou des modèles mathématiques.

Les signaux peuvent être analogiques et discrets.

Le signal analogique (continu) est reflété dans une certaine valeur physique variant à un intervalle de temps spécifié, par exemple, timbre ou puissance sonore.

Nous donnons un exemple de message continu. Discours humain transmis par l'onde sonore modulée; Le paramètre de signal dans ce cas est la pression générée par cette vague au point de trouver le récepteur - l'oreille humaine.

Le signal discret (numérique) est composé d'un ensemble dénombré d'éléments d'information.

Le paramètre Signal prend un nombre fini de valeurs séquentielles dans le temps.

L'ensemble des «petits» éléments du signal discret est appelé alphabet et le signal discret lui-même est également appelé message.

Le message transmis en utilisant de tels signaux est discret.

Les informations transmises par la source sont discrètes.

Un exemple de message discret peut être le processus de lecture, les informations dans lesquelles sont représentés par le texte, c'est-à-dire Séquence discrète d'icônes individuelles (lettres).

Le signal analogique peut être converti en discret. Un tel processus s'appelle la discrétisation.

Un message continu peut être représenté par une fonction continue spécifiée sur un certain segment [A, B] (Fig. 2.1). Un message continu peut être converti en discrète (une telle procédure est appelée discrétisation).

Figure. 2.1. Processus de discrétisation

Pour ce faire, d'un ensemble infini de valeurs de cette fonction (paramètre de signal), leur nombre spécifique est sélectionné, qui peut approximativement à caractériser les valeurs restantes. La séquence résultante des valeurs de la fonction en 1, en 2, ... dans n. C'est une représentation discrète d'une fonction continue, dont la précision peut être illimitée à améliorer en réduisant les longueurs de segments de la séparation de la zone des valeurs d'argumentation.

Ainsi, tout message peut être représenté comme discret, en d'autres termes, la séquence des signes de certains alphabet.

La possibilité d'échanger un signal continu avec toute précision souhaitée (pour augmenter la précision, il suffit de réduire l'étape) est fondamentalement important en termes d'informatique. L'ordinateur est une machine numérique, c'est-à-dire que la représentation interne de l'information est discrète. La discrétisation des informations d'entrée (si continue) vous permet de le rendre approprié pour le traitement de l'ordinateur.

Signaux de codage

Pour automatiser les données relatives à différents types, il est très important d'unifier leur formulaire de vue - pour cela, le codage est généralement utilisé pour cela, c'est-à-dire l'expression des données du même type à travers les données d'un autre type.

Sous le codage du signal comprend:

· Sa représentation sous une certaine forme, pratique ou appropriée pour une utilisation ultérieure du signal;

· La règle décrivant l'affichage d'un ensemble de caractères à un autre ensemble de caractères.

Le codage est soumis aux deux symboles distincts de l'alphabet d'origine et de leur combinaison.

Donnons un exemple.

La table de correspondance est donnée entre le nombre naturel de systèmes de trois numéros.

Ce tableau peut être considéré comme une règle donnée décrivant l'affichage d'un ensemble de signes d'un système de nombres décimaux aux binaires et hexadécimaux. Ensuite, l'alphabet initial est des nombres décimaux de 0 à 9, et les alphabets de code sont 0 et 1 pour le système binaire; Chiffres de 0 à 9 et symboles (A, B, C, D, E, F) - pour hexadécimal.

Types de codage en fonction de la codage.

1. Le codage des échantillons est utilisé à chaque fois lors de la saisie d'informations dans l'ordinateur pour sa représentation interne.

Ce type d'encodage est utilisé pour représenter un signal discret sur un support de machine différent.

La plupart des codes utilisés dans l'échantillon de codage informatique ont la même longueur et utilisent un système binaire pour représenter le code (et éventuellement hexadécimal en tant que moyen de représentation intermédiaire).

Dans cette forme d'utilisations de codage:

a) codes directs.

Utilisé pour représenter les données numériques de l'ordinateur et utiliser un système de numéros binaires. Peut être utilisé pour le codage et les données non numériques.

b) Codes ASCII.

Le plus courant est ASCII (code standard américain pour l'échange d'informations), qui est utilisé pour la présentation interne des informations de caractère dans le système d'exploitation MS DOS, dans le système d'exploitation Windows'xx, ainsi que pour encoder des fichiers texte sur Internet.

c) codes qui tiennent compte de la fréquence des caractères.

Dans certains systèmes de codage, la valeur de code est déterminée par la fréquence du symbole codé. En règle générale, de telles fréquences sont connues pour les lettres des alphabets de langues naturelles, telles que l'anglais ou le russe, et sont utilisées pendant une longue période lorsque les touches de clavier: les lettres les plus fréquemment utilisées sont situées sur les clés au milieu de Le clavier, le plus rarement utilisé - sur la périphérie, qui crée une facilité d'utilisation pour l'homme.

2. Le codage cryptographique ou le cryptage est utilisé lorsque vous devez protéger les informations contre l'accès non autorisé.

3. Encodage efficace ou optimal, est utilisé pour éliminer la redondance de l'information, c'est-à-dire Réduction de son volume, par exemple, dans les archives.

Pour encoder les symboles de l'alphabet d'origine, utilisez des codes binaires de longueurs variables: plus la fréquence du symbole est grande, la plus courte de son code.
L'efficacité du code est déterminée par le nombre moyen de décharges binaires pour coder un symbole.

4. Le codage protecteur de bruit ou résistant au bruit est utilisé pour assurer une fiabilité donnée dans le cas où un obstacle est imposé au signal, par exemple, lors de la transmission d'informations sur les canaux de communication.

En tant que code de base qui est soumis au codage des interférences, un code binaire de longueur constante est utilisé. Un tel code de source (basique) s'appelle primaire car la modification est soumise.

Données

Terme "Données"

Les dates sont comprises:

1) présentant des informations dans une forme formalisée (codée) qui vous permet de stocker, de transmettre ou de le traiter à l'aide d'outils techniques;

2) Signaux inscrits.

Les transporteurs de données peuvent être:

· Le papier est le transporteur le plus courant. Les données sont enregistrées en modifiant les caractéristiques optiques de sa surface;

· CD ROM. Une modification des propriétés optiques dans les périphériques qui enregistrent le faisceau laser sur les supports en plastique avec revêtement réfléchissant sont utilisés;

· Bandes magnétiques et disques - Utilisez un changement de propriétés magnétiques.

Transactions avec données

Avec des données, vous pouvez produire diverses opérations:

· Collecte de données - accumulation de données afin de garantir une exhaustivité suffisante d'informations pour prendre des décisions;

· Formalisation des données - apportant des données provenant de différentes sources à la même forme pour les rendre comparables aux autres, c'est-à-dire d'augmenter leur niveau de disponibilité;

· Filtrage des données - Données "inutiles", qui n'a pas besoin de prendre des décisions; Dans le même temps, le niveau de "bruit" devrait diminuer et la validité et l'adéquation des données devraient augmenter;

· Tri des données - Rationalisation des données sur une caractéristique donnée à des fins d'utilisation; augmente la disponibilité de l'information;

· Groupement de données - combinaison de données sur une caractéristique donnée afin d'améliorer la facilité d'utilisation; augmente la disponibilité de l'information;

· Archivage des données - l'organisation du stockage de données sous une forme pratique et facilement accessible; Il sert à réduire les coûts économiques du stockage des données et augmente la fiabilité globale du processus d'information dans son ensemble;

· Protection des données - un ensemble de mesures visant à prévenir la perte, la reproduction et les modifications de données;

· Transport de données - Réception et transfert (livraison et livraison) de données entre les participants distants dans le processus d'information; Dans le même temps, la source de données en informatique est habituelle avec le serveur et le consommateur est un client;

· Conversion de données - traduction des données d'une forme à une autre ou d'une structure à une autre.