Главная Материалы Новости Форум Поддержать сайт     

Здесь разъясняется основной принцип оцифровки


       Оцифровка – это описание какого-либо объекта в виде набора чисел. В компьютере информация может быть записана только числами, а точнее в виде комбинаций чисел: 0 и 1. Таким образом, прежде чем записать какую-либо информацию в компьютер её нужно зашифровать, закодировать последовательностью нулей и единиц – оцифровать. Сами 0 и 1 записаны в компьютере не в виде чёрточек-следов на бумаге, как это делаем мы. В компьютере 0 и 1 хранятся в виде следов другого типа: например, если внутри жесткого диска (винчестера) определённый его участок намагничен, значит там записана 1, участок не намагничен – там записан 0. Таким образом, если мы хотим записать в компьютер информацию о том, как менялось электрическое поле на теле человека в течении такого-то времени (в нашем случае это электрокардиограмма), то и эту информацию мы должны сначала перевести в последовательность нулей и единиц – то есть оцифровать. Как известно процесс изменения чего-то во времени (в нашем случае – электрического поля на теле) можно представить в виде графика, где по оси X будет откладываться время, по оси Y величина этого поля. Так вот, непрерывный график изменения чего-либо обычно называют аналоговым сигналом. После того, как его закодируют последовательностью нулей и единиц, эту самую последовательность нулей и единиц называют цифровым сигналом. Устройство для перевода аналогового сигнала в цифровую форму называют аналогово-цифровым преобразователем (АЦП). АЦП просто делает замеры постоянно меняющегося напряжения электрического поля через определённые промежутки времени. Каждое измеренное значение затем кодируется определённой последовательностью нулей и единиц по правилу, оговоренному в соответствующих госстандартах (ГОСТ-ах). Вот и весь основной принцип.
       Если вы захотите восстановить из цифровой последовательности нулей и единиц исходный непрерывный (аналоговый сигнал), то тогда вы можете раскодировав эти последовательности выяснить, что сначала АЦП измерив напряжение получил, например, 0.3В, через одну тысячную секунды АЦП опять измерил напряжение и получил, например, 0.5В и т.д. Раскодировав нули и единицы вы получите, таким образом, всю историю измерений вашим АЦП напряжений. Но тут возникает вопрос: мы будем знать, что измерил АЦП в первую миллисекунду, будем знать, что он намерял во вторую миллисекунду и т.д., но например, будем ли мы знать каков был сигнал между 1-й и 2-й миллисекундой. Будем ли мы знать, каким был сигнал на 1.5 миллисекунде? Ответ прост: строго говоря, нет, так как цифровой сигнал – это запись информации о величине напряжений лишь в определённые моменты времени. Что было между этими моментами – в цифровом сигнале эта информация не содержится. Поэтому чтобы полностью восстановить каким аналоговый сигнал был в каждый момент времени, для этого применяют, так называемую, процедуру аппроксимации того или иного вида. Например, линейная аппроксимация изображена на рис.1с.

Линейная аппроксимация
                                                            рис.1c

Здесь мы, проведя прямую линию, соединяющую значения напряжения на 1-й миллисекунде и 2-й миллисекунде можем прикинуть, что было на 1.5-й и любой другой миллисекунде. Именно прикинуть, так как реальность может на самом деле отличаться от нашей прикидки. Тогда будет иметь место ошибка аппроксимации. Таким образом, аппроксимация не гарантирует точного восстановления сигнала, хотя и даёт часто достаточно хорошее приближение. Кстати, слово аппроксимация переводится именно как приближение. Так же необходимо подчеркнуть, что в реальных системах восстановления аналогового сигнала из цифрового чаще всего используется другой вид аппроксимации, нежели изображённый на рис.1c . Но и там применяется именно аппроксимация. Устройство, восстанавливающее аналоговый сигнал на основе цифрового называется цифро-аналоговым преобразователем (ЦАП). Подробнее об аппроксимации применяемой в ЦАП можете посмотреть в литературе посвящённой теореме Котельникова.


p.s. Для того, кто интересуется объяснениями понятий математики, физики, техники что называется "на пальцах" можно посоветовать вот эту книгу и в частности главы из её разделов "Математика", "Физика", "Техника" (саму книгу или отдельные главы из неё вы можете приобрести здесь).



Обсудить на форуме



                     Комментарии



Представтесь (не менее 2-х символов):

Сообщение:

Далее функция антиспама.
Ответьте на вопрос:
Восемь умножить на сто будет равно? (введите числом):






Читаем книгу "Что людей объединяет или обо всём понемногу"

Что людей объединяет ...