Цифровые измерительные приборы

«И» «ИЛИ, «НЕ».
3. Основы логической алгебры. Составление цифровых электронных схем.
4. Средние интегральные схемы.
5. Цифроаналоговые преобразователи.
6. Аналого-цифровые преобразователи.
7. Устройства для хранения информации (запоминающие устройства).

Цифровые измерительные приборы.

В них используется аналоговый сигнал.

Аналоговый сигнал - это сигнал, который может принимать любое значение в используемых пределах.

Цифровые приборы - это приборы, оканчивающиеся световым или иным индикатором, состоящим из отдельных элементов. В них используется цифровой сигнал.

Цифровой сигнал – это сигнал, состоящий из импульсов, амплитуда которых может принимать только два разрешённых значения (высокий и низкий уровень, 0 или 1)

отражающих наши знания о предмете, объекте, процессе и т.п. Информация передается в виде сообщения.

Сообщение – это информация, передаваемая по каналам связи (движущаяся информация).Сообщение передается с помощью сигнала.

Сигнал – это любая физическая величина (ток, свет, звук и т.п.), изменяющаяся в соответствии с измеряемой величиной.

информации

1. Универсальность. Единицы измерения должны быть применимы к любой информации

2. Аддитивность. При увеличении сообщения в n раз количество передаваемой информации также должно возрастать в n раз.

Самый малый элемент информации – ответ на вопрос, допускающий только два варианта – «да» или «нет». Такая единица называется 1 бит.

1 байт = 8 бит

1 Кбайт = 210 байт

1 Мбайт = 220 байт

1 Гбайт = 230 байт

информации в сообщении, его следует разбить на самые малые «да-нет» элементы.

Количество информации, содержащееся в сообщении о каком-либо событии, связано с вероятностью осуществления этого события. Чем меньше вероятность, тем больше количество информации.

информации, заключенное в непрерывно меняющемся сигнале, заменим непрерывный сигнал квантованным (рис. 1.1).

Рис. 1.1.

n элементов

(N), которые могут быть переданы сигналом, состоящим из n элементов и квантованным на m уровнях.

Если:

то:

n=1, m=2

N=2 (=21 )

n=1, m=3

N=3 (=31 )

n=1, m=m

N=m (=m1 )

n=2, m=2

N=4 (=22 )

n=2, m=m

N=m2

n=n, m=m

N=mn

Это число (N) нельзя взять в качестве меры информации, содержащемся в сообщении, т.к. оно не отвечает требованию аддитивности.

N следует прологарифмировать:

(1.1)

J – количество информации,

а – неизвестное (пока) основание логарифма.

Тогда:

Чтобы узнать основание логарифма, выделим единичный элемент информации:

При:

J = 1 бит.

(1.2)

n=1, m=1 сообщение известно заранее. Тогда:

1. Если сообщение известно заранее, то оно не несет информации.

2. Абсолютно точное измерение непрерывной величины заключает в себе бесконечно большую информацию. Следовательно, оно невозможно.

равной вероятности значения каждого из m уровней квантования.

Если имеется m событий, причем вероятность i-го события составляет Рi , то для расчета информации при осуществлении одного из них применяется формула Шеннона:

(1.4)

Ни одна из этих формул не учитывает значимости (важности) события для конкретного человека или сообщества.

величины. Но при этом передаваемый сигнал может быть квантован на меньшем количестве уровней.

При использовании десятичной системы счисления сигнал квантован на 10 уровнях:

Можно воспользоваться любой системой счисления. Тогда каждое значение Х передается несколькими элементами (разрядами).

Где ai = 0, 1, 2, 3, …. 9.

(1.5)

систему счисления.

(1.6)

Например:

Где ai = 0; 1.

Такая передача получила название двоичный код.

Поскольку «2» - это число уровней квантования сигнала, а не измеряемой величины Х, то точность измерения и передачи измеряемой величины остается прежней.

Количество передаваемой информации равно количеству элементов двоичного кода.

короткие импульсы высокого уровня (1) или низкого уровня (0):

Алгебраическая запись:

Техническая реализация:

Такая передача и называется цифровой формой передачи сигнала.