Импульсный способ представления информации.

По особенностям структуры временного представления все сигналы делятся на аналоговые, дискретные и цифровые.

Если физический процесс, порождающий сигнал (рис. 4.2.1, а), можно представить непрерывной функцией времени u(t), то такой сигнал принято называть аналоговым. Понятие аналоговый сигнал связано с тем, что его любое мгновенное значение аналогично закону изменения соответствующей физической величины во времени.

В метрологии широко применяются импульсные измерительные приборы, устройства и системы, действие которых основано на использовании дискретных сигналов, Простейшая математическая модель дискретного сигнала u_т(t) – это последовательность точек на временной оси, в каждой из которых заданы значения соответствующего непрерывного сигнала (рис. 4.2.1, б).

Разновидностью дискретных сигналов является цифровой сигнал. В нем дискретные значения сигнала u_ц(t) заменяются числами, чаще реализованными в двоичном коде, который представляют высоким (единица) и низким (нуль) уровнями напряжения (рис. 4.2.1, в).

Импульсное и цифровое представление сигналов широко применяют в цифровой измерительной технике. Устройства, с помощью которых формируются и обрабатываются импульсные сигналы, работают, как правило, в ключевом (импульсном) режиме. Ключевой режим работы усилительных приборов имеет ряд существенных преимуществ перед активным режимом, применяемом в аналоговых схемах. Основное преимущество – высокий, близкий к 90…95%, КПД импульсных устройств. В ключевом режиме достигается достаточно большая мощность во время действия импульсов при малом значении средней мощности, расходуемой в схеме. Поэтому импульсные и цифровые устройства обладают меньшими массой и габаритами, Транзисторы в импульсных и цифровых схемах либо закрыты, либо полностью открыты, поэтому на них рассеивается незначительная мощность и надежность устройств очень высока.

При этом аналоговый сигнал, отражающий реальный физический процесс, преобразуется в последовательность импульсных сигналов, пригодных для обработки цифровыми устройствами.

Устройства, преобразующие аналоговые величины в импульсный (цифровой) вид, называются аналого-цифровыми преобразователями (АЦП), а устройства обратного преобразования – цифроаналоговыми преобразователями (ЦАП).

u u_T u_ц 1 1 1 0 0 1

0 t 0 t 0 t

а) б) в)

Рис. 4.2.1. Сигналы: а – аналоговый; б – дискретный; в – цифровой