ЦИФРОВА́Я ЗА́ПИСЬ
-
Рубрика: Технологии и техника
-
-
Скопировать библиографическую ссылку:
ЦИФРОВА́Я ЗА́ПИСЬ, 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 без потери качества. Методы Ц. з. широко используются в электросвязи, вычислит. и звукозаписывающей технике, телевидении, телеметрии и др.
В основу цифровой передачи и записи аналоговых сигналов положена импульсно-кодовая модуляция (ИКМ), включающая в себя две осн. операции, осуществляемые с помощью аналого-цифрового преобразователя, – дискретизацию и кодирование. При дискретизации (см. Квантование сигнала) исходный аналоговый сигнал преобразуется в последовательность его мгновенных фиксиров. значений (отсчётов), выделенных по определённому 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 на цифровом носителе. При воспроизведении считываемый с носителя ИКМ-сигнал подвергается обратному преобразованию с помощью цифроаналогового преобразователя: последовательность кодовых слов преобразуется в последовательность фиксиров. отсчётов, низкочастотная составляющая которой представляет собой восстановленный аналоговый сигнал. Точность передачи ИКМ-сигналов зависит от параметров преобразования: частоты дискретизации fд и шага (количества уровней) квантования. Величина fд должна быть не ниже 2FВ, где FВ – верхняя частота спектра аналогового сигнала (теорема Котельникова). При количестве уровней квантования N=2n (n – разрядность двоичного кода) макс. отношение сигнал/шум достигает ≈6n (в дБ).
Поверхностная плотность записи в цифровых устройствах может быть весьма высокой (до 100 Мбит/см2 и более), поэтому на достоверность сигналов сильно влияют микроскопич. повреждения или дефекты носителя, вызывающие выпадение полезных (несущих информацию) или появление 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. обычно используют т. н. код Рида – Соломона с перемежением: исходный цифровой сигнал разбивают путём математич. 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.
См. также Импульсная модуляция, Преобразователь представления величин.