Кодирование
и декодирование импульсных сигналов
Кому
— так, кому — знак. Марина Цветаева
Если
внимательно рассмотреть схему передачи звука в аналоговом варианте (рис. 3.4),
становится ясно, что форма сигнала в источнике и во всех остальных устройствах
примерно одинакова. Синусоиду, которую генерирует, скажем, источник звука, в той
или иной степени повторит микрофон, все усилители и конечное выводное устройство
— динамик, который вернет звук, весьма напоминающий "оригинал".
Рис.
3.4. Форма аналогового сигнала на разных этапах его передачи
Если таким же образом
построить схему в импульсном варианте, то в схеме появится принципиальная ошибка.
Ее смысл состоит в том, что в начале линии передачи, например, звука, после микрофона
и предварительных усилителей должен находиться "кодировщик" - устройство,
которое определенным образом преобразовывает аналоговый сигнал, поступающий от
микрофона, в поток импульсов. А в конце линии передачи должен находиться "декодировщик"
- устройство, которое выполняет обратную процедуру, а именно, преобразовывает
поток импульсов в аналоговый сигнал, "понятный" для динамика и, в конечном
счете, для человека.
Важная мысль
Для
преобразования аналогового сигнала в импульсный и импульсного — в аналоговый требуется
наличие специальных устройств — преобразователей аналогового сигнала в импульсный
и обратно.
Таким
образом, поскольку в рассматриваемой схеме в начале происходит преобразование
аналогового сигнала в импульсно-цифровой (или проще, в цифровой), "кодировщик"
("шифратор") получает название АЦП, т. е. аналого-цифровой преобразователь
(analog-to-digital converter, или ADC), а в конце — преобразование цифрового
сигнала в аналоговый, "декодировщик" ("дешифратор") при этом
получает название ЦАП, т. е., наоборот, цифро-аналоговый преобразователь (digital-to-analog
converter, или DAC) (рис. 3.5).
Рис.
3.5. Схема передачи импульсных сигналов
Определение
Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) — устройство, которое обеспечивает представление аналогового (непрерывного) сигнала соответствующими цифровыми кодами.
Цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) — устройство, которое обеспечивает преобразование кода цифрового сигнала в соответствующий аналоговый (непрерывный) сигнал.
Этап
передачи между АЦП и ЦАП — это импульсно-цифровой этап, или короче цифровой. В
самом деле, с помощью последовательности импульсов передаются некие числа, которые
представляют собой не сигнал как таковой (например, звук или изображение), а только
его шифрованную форму (коды). Проще говоря, любая информация, которая передается
последовательностью совершенно одинаковых импульсов, не может быть "аналогичной"
(совпадать по форме) исходной. Совокупность импульсов — это последовательность
кодов.
Принципам
кодирования посвящена глава 5.
На
первый взгляд, усложнение схемы двумя дополнительными устройствами может показаться
большим недостатком. На самом деле, в этом кроется колоссальное достоинство, которое
всегда несет с собой унификация, особенно в технических системах и на производстве.
Пример-метафора
Стоит
сравнить перевозку разнообразных предметов индивидуально и унифицированно. Одно
дело— каждой вещи создавать свою особенную упаковку, совсем другое — предусмотреть
один-два стандартных ящика, которые легко складировать, перемещать и учитывать.
Особенно стоит обратить внимание на возможность "учета". В свое время
мы об этом вспомним.
Таким образом, мы
закончили обсуждение аналогового способа, который по-прежнему используется в технике,
и переходим к более детальному рассмотрению импульсного способа передачи.
Импульсный
сигнал характеризуется прежде всего тем, что одинаковые импульсы нетрудно сосчитать
и передать их количество вместе с информационным сигналом. Это позволяет абсолютно
достоверно осуществлять копирование информации.
Далее
предстоит разобраться, каким образом происходит кодирование самых разных форм
информации, откуда эти коды берутся, как мы их можем получать, доставлять и использовать,
т. е. рассмотреть в предельно популярном виде основы кодирования.
Но прежде необходимо от технических вопросов передачи информации перейти к математическим основам кодирования.
Глоссарий
Альфа-канал
Альфа-канал (alpha-channel)
— это дополнительный канал с восьмибитным представлением изображения. Используется
для создания и хранения масок, на печать, как правило, не выводится. В некоторых
графических форматах служит маской прозрачности. Оформление маски в виде отдельного
альфа-
канала дает возможность
свободного редактирования с помощью любых рисующих инструментов.
Аналого-цифровой
преобразователь
Аналого-цифровой
преобразователь (АЦП) — устройство, которое обеспечивает представление аналогового
(непрерывного) сигнала соответствующими цифровыми кодами.
Аналоговый
способ передачи информации
Аналоговый способ передачи информации — это способ, у которого каждому мгновенному значению входной величины (например, звука) соответствует мгновенное значение другой величины, отличающейся по физической природе (например, электрический ток), но изменяющейся по тому же закону, что и входная величина.
|
Специальность дизайн
Критерии надежности
невосстанавливаемых изделий
|