Практическое занятие №1
Ограничения цифровой техники
жүктеу/скачать 1,19 Mb. Pdf көрінісі
|
Введение в цифровые системы
| Ограничения цифровой техники
У цифровой техники есть один важный недостаток: Реальный мир в основном аналоговый! Большинство физических величин аналоговые по своей природе — это именно те величины входных и выходных наблюдаемых сигналов, с которыми оперирует и которые контролирует система. В качестве примеров можно привести температуру, давление, координату, скорость, уровень жидкости, скорость потока и т.д. У нас вошло в привычку выражать эти величины в цифровом виде, например, когда мы говорим, что температура равна 64° (63,8°, если требуется большая точность), то на самом деле мы делаем цифровое приближение аналоговой по своей сути величины. Чтобы воспользоваться преимуществами цифровой техники при работе с аналоговыми входными и выходными сигналами, надо следовать трем следующим инструкциям: 1. Перевести реальные аналоговые входные сигналы в цифровую форму; 2. Обработать цифровую информацию; 3. Перевести цифровые выходные сигналы обратно в реальную аналоговую форму. На рисунке показана блок-схема такого алгоритма для типичной системы контроля температуры. После измерения аналоговой температуры полученное значение конвертируется в цифровую величину с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП). Цифровая величина затем обрабатывается цифровыми устройствами, которые могут включать или не включать цифровой компьютер. Его цифровой выходной сигнал конвертируется обратно в аналоговую величину с помощью цифроаналогового преобразователя (ЦАП). Этот аналоговый выходной сигнал подается на контроллер, который выполняет некоторые действия по корректировке температуры. Еще один пример преобразования между аналоговой и цифровой формами — аудиозапись. Компакт- диски (CD) завоевали индустрию звукозаписи благодаря гораздо более эффективным средствам для записи и воспроизведения музыки. Процесс состоит главным образом в следующем: 1. Звуки инструментов и человеческий голос продуцируют аналоговый сигнал в микрофоне; 2. Этот аналоговый сигнал конвертируется в цифровую форму с использованием аналого-цифрового npeo6pазования; 3. Цифровая информация хранится на поверхности компакт-диска; 4. Во время воспроизведения проигрыватель компакт-дисков считывает цифровую информацию с поверхности диска и преобразовывает ее в аналоговый сигнал, который затем усиливается и подается на громкоговорители, используемые для прослушивая. Потребность в преобразовании между аналоговой и цифровой формами информации можно рассматривать как недостаток, потому что аппаратура становится более сложной и дорогой. Другой фактор, который иногда также важен, — дополнительное время, необходимое для описанных выше преобразований. Однако во многих приложениях эти факторы компенсируются многочисленными преимуществами цифровой техники, так что преобразование между аналоговыми и цифровыми величинами стало в современных технологиях практически всеобщим. |