Кодирование измерительной информации

Под кодированием измерительной информации понимают процесс преобразования измерительных сигналов в комбинации из дискретных сигналов [33]. При этом правила, в соответствии с которыми производятся данные преобразования, называются кодом. Элементами кодовых комбинаций могут быть буквы и цифры, а в технических устройствах в качестве элементов кода могут быть использованы различные импульсные сигналы.

Использование кодирования измерительных сигналов позволяет представлять сигналы в форме, удобной либо для их восприятия, либо для ввода в вычислительные устройства; передавать больший объем информации; согласовывать параметры измерительной информации и передающих каналов; повышать помехоустойчивость передачи, хранения и обработки информации.

Метод кодирования определяется такими факторами, как объем измерительной информации; количество используемых кодовых признаков; параметры передающих каналов; возможности технических средств и т.д.

Коды классифицируют в соответствии с такими критериям, как структурные характеристики самого кода (число кодовых признаков – единичные, двоичные многопозиционные; количество разрядов кодовой комбинации – равномерные и неравномерные; способ образования кодовой комбинации – избыточные и неизбыточные, разделимые и неразделимые; соответствие постоянного числа символов кодовой комбинации передаваемому числу – блочные и неблочные и т.д.) и характеристики сигналов (элементов) кода (рис.14).

К числовым характеристикам кода относят:

- основание кода m - число цифр, букв, из которых строится код;

- длину кода n – число разрядов кодовой комбинации;

- мощность кода , т.е. число кодовых комбинаций, используемых для передачи информации;

- число информационных разрядов k;

- полное число кодовых комбинаций , т.е. число всех возможных комбинаций;

- число проверочных разрядов ;

- избыточность кода R, для разделимых блочных кодов ;

- кодовое расстояние между кодовыми комбинациями d –число разрядов с различными символами;

- минимальное кодовое расстояние ;

- характеристики помехоустойчивости избыточных кодов;

- вероятности необнаружения ошибки и т.д.

Наиболее распространена классификация кодов по числу используемых кодовых признаков. В соответствии с этой классификацией различают единичные, двоичные, многопозиционные коды.

Единичный код является число- импульсным непозиционным, в нем используется один элемент, например, цифра 1. Код отличается простотой, его применение ограничено рамками промежуточных преобразований. Двоичный код используется чаще, в нем используют два символа 0 и 1, количество разрядов может быть постоянным и непостоянным, является позиционными, т.к. числовое значение символа определяется его местом в комбинации. В соответствии с этим кодом любое целое число может быть выражено как , где n – число разрядов кодовой комбинации; - число данной системы счисления, стоящее в определенном разряде. Например, кодовая комбинация 1101 соответствует числу

Максимальное число, которое может быть представлено двоичным кодом .

В десятичных кодах каждая десятичная цифра представляется в виде , например, . Такой код легко реализуется техническими средствами и воспринимается человеком.

В двоично- десятичных кодах каждая десятичная цифра представляется группой цифр, состоящей из четырех двух- позиционных разрядов. Например, кодовая комбинация 1001 0000 0010 также соответствует числу 902.

В двоичных кодах при переходе от одного числа к другому может происходить одновременно изменение цифр в нескольких разрядах, что приводит к значительным ошибкам при кодировании. Чтобы устранить ошибки такого рода, используют специальные отраженные коды, в них при таких переходах в числах кодовые комбинации отличаются только цифрой одного разряда [46].