ГЗюгических элементов. Хотя форма импульса некритична, переход от одного уровня к другому должен происходить по возможности быстро. Не предъявляется жестких требований к амплитуде импульса при условии, что напряжение надежно перекрывает уровди О и 1. Использование только двух уровней очень удобно как для применения электронных приборов, так и для записи на магнитную ленту. Биполярный или полевой транзистор может быть полностью закрыт или от-крьп- путем подачи соответствующего напряжения на базу или затвор, причем эти состояния фиксируются значительно проще, чем любые промежуточные . Использование двух состояний позво.яяет избежать ошибок, возможных, например, при работе транзистора с 10-уровня-ми напряжений между двумя крайними (О или 1). Не предъявляется жестких требований и к форме напряжения (тока) базы или затвора, поскольку транзистор должен быть только открыт или закрыт. Устраняются проблемы линейности характеристик, поскольку ничто не усиливается и амплитуда выходного сигнала в цифровой технике практически равна уровню входного сигнала. При счете используются только две цифры: О и 1. Это может показаться неудобным. Однако необходимость счета возникает не всегда. Например, необходимость счета отсутствует при управлении двумя газонаполненными лампами, когда одна из них включена, а другая выключена. Если же необходимо включать эдну из ламп, например, после второго импульса на входе, а другую - через четыре импульса на том же входе, то эта задача требует счета.

Счет с использованием двух цифр производится в двоичной системе счисления. Существуют различные системы счисления, но двоичная име-зт ряд достоинств. Как и в случае десятичной системы в ней важно тонятие разряда. Разряд представляет собой число - степень, в которую возводится 10, справа для младшего разряда: единицы - О (10°), десят-<и - 1 (10*), сотни - 2 (10), тысячи - 3 (10) и т. д. Например, чис-10 362 в десятичной системе счисления можно представить как 3 сот-та (3 10) = 300, 6 десятков (6 10* = 60) и 2 единицы (2 10° = = 2). Для двоичной системы счисления справедлива аналогичная схема: [, 2, 4 2, 8-2 и т. д. Ниже показано, как число, записанное в 1,воичной системе счисления, выражается в десятичной системе, и на-)борот.

Переход от двоичных чисел к десятичным

Номер разряда (степень 2) Десятичное число

Номер разряда (степень 2) Десятичное число

Чтобы перейти от двоичного числа к десятичному, надо найти деся-ичные числа, соответствующие единицам во всех разрядах двоичного [исла (где они есть) и сложить их. Номера разрядов отсчитьюаются права, начиная с нуля.

Например, число 10010110 содержит 1 в 1, 2, 4 и 7 разрядах. Соответствующие десятичные числа составляют 2, 4, 16 и 128. Складывая их (2 + 4 + 16+ 128), получим 150.

ПЕРЕХОД от ДЕСЯТИЧНЫХ ЧИСЕЛ К ДВОИЧНЫМ

Переход от десятичных чисел к двоичным делается на бумаге делением десятичного числа на 2; при этом выписьшается остаток. Двоичное число считается снизу.

Пример: перевести число 583 из десятичной системы в двоичную

583/2 = 291 остаток 1

291 /2 = 145 остаток 1

145 /2 = 72 остаток 1

72 / 2 = 36 отток О

36 / 2 = 18 остаток О

18/2 =9 остаток О

9/2=4 остаток 1

4/2=2 осяаток О

2/2 = 1 остаток О

1/2=0 остаток 1. Число 583 в двоичной сисяеме записывается как 1001000111.

Наибольшее число, которое может быть записано в двоичной системе счисления (как и в любой другой), зависит от числа используемых разрядов. В случае только двух разрядов (или бит) мы сможем сосчитать числа в интервале от О до 3. Используя 8 разрядов (назьшаемых байтом), можно оперировать с числами от О до 255, а при 16 битах (16 бит образуют слово) возможности расширяются от О до 65 535.

Цифровые схемы - переключающие. В них используется значительное число транзисторов, поэтому они изготовляются в виде интегральных схем (ИС). Эти ИС могут быть изготовлены на базе биполярных или МОП (металл-оксид-полупроводник)-транзисторов; оба варианта достаточно широко распространены. На МОП-транзисторах изготавляются блоки памяти и микропроцессоры. Биполярные транзисторы используются там, где требуется высокое быстродействие и достаточно большие токи; эти параметры особенно существенны для выходных устройств ЭВМ и промьшшенных контроллеров. Цифровые ИС, используемые в цифровой звуковой технике, как правило, сконструированы для конкретного узкого назначения.

Достоинства двоичных сигналов особенно ярко проявляются в технике магнитной записи: для записи О или 1 достаточно полностью намагнитить ленту в том или ином направлении. В этом случае используется эффект насыщения магнитного материала, для чего большинство магнитных материалов идеально подходит. При этом отпадают жесткие требования к степени намагниченности материала, важно только направление намагничивания. Можно конструировать записывающие и воспроизводящие головки различными и увеличить плотность записи (число сигналов на заданной длине дорожки).

23ак. 91 9

Шумы Nffloro меньше записываемых цифровых сигналов. Это обстоятельство облегчает задачу снятия копий, поскольку шумы копирования не ухудшают качества записи, как это происходит при аналоговой записи. Поскольку линейность и шумы - две главные проблемы записи на ленту (или другой магнитный носитель), ведущие студии звукозаписи переходят на изготовление цифровых оригиналов фонограмм.

При магнитной цифровой записи нет проблемы линейности, нет жестких требований к форме и размерам намагниченных точек , важно только их число. Шумы могут сказываться на точности счета, и далее бу-тут рассмотрены методы, минимизирующие вероятность ошибок.

Достоинства цифровой записи проявляются и при использовании дисков и даже в большей степени, чем при записи на магнитную ленту. Принятый метод записи двоичных сигналов на плоский пластиковый IHCK состоит в формировании микроуглублений на поверхности диска; 1ри воспроизведении 1 воспринимается как результат изменения сарактера отражения луча лазера от поверхности диска. Следует отме-ить, что размеры микроуглублений также некритичны, поскольку при ;читьшании лучом лазера только группа углублений формирует воспро-!зводимый сигнал. Далее будет показано, что процесс в действительно-;ти более сложен, чем приведешюе краткое описание, что система запи-и и воспроизведения с КД более отработана, чем цифровая запись на [енту. Основные принципы записи просты; не требуется резца при рез-:е перемещающего материал; записывающий луч лазера включается [ вьжлючается в соответствии с двоичным сигналом. При воспроизве-,ении информация считывается лучом маломощного лазера. Процесс читьшания не требует перемещения звукосшмателя й происходит ез механического контакта с собственно диском.

Копирование КД - процесс более сложный, чем копирование долго-грающих пластинок; требуются большие затраты на оборудование, роцессы контроля оказьюаются весьма дорогостоящими; однако все го окупается достоинствами цифровой записи. Обычно КД меньше овреждаются, чем долгоиграющие пластинки. Высокая устойчивость Д к износу - большое достоинство КД; их высокая стоимость быстро купается при использовании в автоматических электропроигрьшающих гтройствах в ресторанах и других общественных местах. Распростране-яе КД содействует созданию фонотек, приобретение дисков окупа-ся, диски могут быть проданы за хорошую цену, поскольку в эксплуа-щии качество их практически не ухудшается.

ПЛАТА ЗА КАЧЕСТВО

Никакие достижения не даются без затрат, и плата за качество циф-шой записи и воспроизведения состоит в необходимости преобразова-[я аналоговых сигналов в цифровые и обратно, что требует существен-1Г0 увеличения скорости обработки данных. Электрический аналог укового сигнала необходимо преобразовать в цифровую форму. Та-le преобразование следует выполнять, когда сигнал имеет достаточ-

ю амплитуду (несколько вольт) и намного превышает уровень шума.