|
Прежде чем электронный цифровой компьютер сможет интерпретировать подлежащий обработке аналоговый сигнал, последний должен быть переведен на двоичный язык компьютера. Это достигается при помощи аналого-цифрового преобразователя (АЦП), который трансформирует изменяющееся напряжение сигнала в быстрые последовательности импульсов типа включен-выключен. Эти импульсы соответствуют как компьютерной логике - с ее значениями «да-нет» или «истина-ложь», - так и двоичному представлению чисел, позволяющему выразить любое число независимо от того, насколько оно велико, в виде комбинации нулей и единиц. В цифровом компьютере нули и единицы представлены двумя состояниями микросхем, на которых построено центральный процессор, а также внутренняя память и другие блоки компьютера.
Чтобы представить аналоговый сигнал в цифровой форме, АЦП периодически считывает его, т. е. снимает с него выборочные показания, преобразуя измеренное в каждый момент напряжение в двоичное число. После того как непрерывный аналоговый сигнал преобразован в дискретные цифровые данные, их вводят в компьютер для последующей обработки.  | Перевод в цифровую форму. Чтобы превратить непрерывный аналоговый сигнал в дискретный цифровой код, аналого-цифровой преобразователь через строго определенные интервалы измеряет амплитуду аналогового сигнала. Интервалы должны быть очень малыми - такими, чтобы частота выборки вдвое превышала высокочастотную составляюшую аналогового сигнала и преобразование таким образом не искажало сигнала. В лучшем случае цифровой код лишь приближенно соответствует аналоговому сигналу. По мере того, как преобразователь молниеносно снимает показания, каждому интервалу ставится в соответствие определенное число - чем выше измеренное напряжение, тем больше число и наоборот.
| 
| Аналого-цифровой преобразователь. Действуя так называемым методом последовательных приближений, этот простой 8-битный преобразователь «пытается» определить входное напряжение, генерируя пробные уровни напряжения от 0 до 255. При этом АЦП меняет уровень напряжения каждый раз на 1 бит. Среднее пробное значение 10000000 (или 128) оказывается слишком низким, а при добавлении следующего бита уровень 11000000 (192) становится слишком высоким. Приравнивая этот бит нулю, а следующий - единице, АЦП получает число 10100000 или 160, которое меньше амплитуды сигнала. Но при добавлении следующего бита получается подходящее число 10110000, или 176.
|
Двоичные числа
|  | В двоичной системе счисления при перемещении на одну позицию влево значение числа увеличивается вдвое. Например, в двоичном числе 10110000 единицы стоят в позициях, представляющих десятичные числа 128, 32 и 16. Складывая эти числа, получаем 176.
Один двоичный разряд называется битом, 8 битов составляют байт. Максимальное десятичное число, которое можно представить одним байтом, - это 255 (11111111). Компьютеры оперируют единицами информации, называемыми словами, длина которых в различных машинах составляет от 8 до 60 бит. |
|
Главная 
Двоичный код 
