ЦИФРОВАЯ ЗАПИСЬ

Информации, способ записи информации, при котором регистрируемые на носителе сигналы преобразуются в последовательность кодовых (цифровых) комбинаций импульсов. По сравнению с системами аналоговой записи и воспроизведения информации системы Ц. з. обеспечивают существенно более высокое качество (достоверность) воспроизводимых сигналов, а также допускают возможность многократной перезаписи информации без потери качества. Методы Ц. з. широко используются вычислит, технике, электросвязи, телеметрии и др. Интенсивно развивается техника Ц. з. аналоговых сигналов (звука, изображения).

В основу цифровой передачи и записи аналоговых сигналов положена импульсно-кодовая модуляция (ИКМ). Она включает в себя две осн. операции, осуществляемые с помощью аналого-цифрового преобразователя - дискретизацию и кодирование. При дискретизации (квантовании) исходный аналоговый сигнал преобразуется в последовательность его мгновенных фиксир. значений (отсчётов), выделенных по определ. закону и в совокупности отображающих (с заранее установленной ошибкой) исходный сигнал. При кодировании каждый выделенный в процессе дискретизации отсчёт заменяется соответствующим кодовым словом, символы которого имеют обычно два значения - 0 или 1 (двоичный код). В результате исходный аналоговый сигнал преобразуется в ИКМ-сигнал, который может быть записан в цифровом ЗУ. При воспроизведении считываемый с носителя ИКМ-сигнал подвергается обратному преобразованию с помощью цифро-аналогового преобразователя: последовательность кодовых слов преобразуется в последовательность фиксир. отсчётов, НЧ составляющая которой представляет собой восстановленный аналоговый сигнал.

При использовании двоичной системы кодирования в цифровом канале записи - воспроизведения передаются только двухуровневые сигналы (0 и 1). Поэтому требования к шумовым характеристикам и искажениям в канале записи сравнительно невысоки. Точность передачи ИКМ-сигналов зависит от параметров преобразования: частоты дискретизации г и шага (кол-ва уровней) квантования. Величина (а должна быть не ниже 2Р, где Р - верхняя частота спектра аналогового сигнала (теорема Котель-иикова). При кол-ве уровней квантования N=2 (п - разрядность двоичного кода) макс, отношение сигнал-шум восстановленного сигнала достигает величины 6 п (ДБ).

Поверхностная плотность записи в цифровых ЗУ может быть весьма высокой (до 100 Мбит/см), поэтому на достоверность сигналов сильно влияют микроскопич. повреждения или дефекты носителя, вызывающие выпадения полезных (несущих информацию) или появления ложных импульсов и нарушающие работу канала воспроизведения. Для защиты от указанных ошибок записываемый сигнал подвергают дополнит, помехозащитному кодированию с помощью спец. кодов, позволяющих корректировать ошибки, связанные с дефектами носителя. В системах высокоплотной Ц. з. для повышения помехоустойчивости обычно используют код Рида - Соломона с перемежением: исходный цифровой сигнал разбивают путём матем. и логич. преобразований на блоки, в каждый из которых вводятся избыточные биты информации, позволяющие при воспроизведении скорректировать появившиеся ошибки. Суть перемежения заключается в «растягивании» информации отд. блока вдоль дорожки записи или по площади носителя. В результате удаётся при сравнительно небольшой избыточности информации (25-30%) уменьшить вероятность появления ошибок при воспроизведении до приемлемой величины (10 ).

Применения помехозащитного кода, однако, ещё недостаточно для качественной Ц. з.: важным условием является хорошее согласование параметров цифрового сигнала, записываемого на носитель (магн. диск, магн. ленту, оптический диск и др.), с характеристиками канала записи соответствующего ЗУ. В частности, необходимо, чтобы сигнал не имел пост, составляющей, обеспечивал самосинхронизацию и автоматич. слежение за дорожкой записи при воспроизведении считывающим устройством, был малочувствителен к искажениям и шумам. Для выполнения указанных и др. требований ИКМ-сигналы преобразуют с помощью канальных кодов в импульсные последовательности, оптимальные для используемого канала записи. Так, в системах цифровой оптич. звукозаписи в записываемом на компакт-диске цифровом сигнале могут содержаться блоки, представленные в двоичном коде сплошной последовательностью нулей (например, паузы в муз. произведении), что приводит к разрыву в сигналограмме, способному при воспроизведении нарушить работу систем автоматики лазерного проигрывателя. Чтобы этого не случилось, записываемый сигнал преобразуют с помощью канального кода типа 8/14: каждая группа из 8 бит преобразуется в группу из 14 бит; из всех возможных 2 комбинаций для записи используются только 2=256 комбинаций, каждая из которых содержит не менее двух и не более десяти «нулей» подряд между соседними «единицами».

Copyright © 2002 - 2017 Ravnopravie.kharkov.ua. All Rights Reserved.