
【计】 offset binary code
【计】 skewing
binary system
【计】 B; BIN; scale-of-two
【经】 binary
code; yard
【计】 ASA code ASA
【经】 code; yard
偏移二进制码(Offset Binary Code)是一种用于表示有符号数的二进制编码方式,尤其在模拟-数字转换(ADC)和数字-模拟转换(DAC)电路中广泛应用。其核心特点是通过对标准二进制数施加一个固定的偏移量(通常为满量程的一半),将双极性信号(包含正负值)映射到无符号的二进制表示范围内。以下是详细解释:
偏移二进制码将数值零点平移至编码范围的中点。对于一个n位系统:
若实际模拟电压为( V )(范围( -V{text{ref}} )至( +V{text{ref}} )),对应的偏移二进制码( B{text{offset}} )为:
$$
B{text{offset}} = frac{V + V{text{ref}}}{2V{text{ref}}} times (2^n - 1)
$$
例如,在8位系统中(( n=8 )),零点电压(( V=0 ))对应编码( 128_{10} )(二进制10000000
)。
最高位(MSB)的意义
MSB在偏移二进制码中直接表示符号:
这一特性简化了硬件比较器的设计。
与补码的转换
偏移二进制码可通过反转MSB直接转换为二进制补码:
$$ B{text{补码}} = B{text{offset}} oplus (2^{n-1}) $$ 其中( oplus )表示按位异或操作。这一转换在数字信号处理器(DSP)中高效实现。
工业标准器件(如TI的ADS8860、ADI的AD5761)普遍采用偏移二进制码输出,因其能直接兼容单极性数字处理电路。
在PLC模拟量模块中,偏移二进制码用于传输传感器信号(如±10V压力传感器数据),避免负值编码的特殊处理。
M. Morris Mano, "Digital Design", 第5版 详细对比了各类有符号数编码的硬件实现差异(Sec 1.4)。
IEEE Standard for Terminology and Test Methods for Analog-to-Digital Converters 明确定义偏移二进制码为ADC静态测试的推荐编码格式。
Texas Instruments, Data Acquisition Handbook(Section 3.2)分析了偏移二进制码在降低量化误差方面的优势。
偏移二进制码(Offset Binary Code)是一种用于表示有符号数的编码方式,其核心原理是通过在自然二进制码基础上添加固定偏移量来实现双极性数值的表示。以下是详细解释:
偏移二进制码又称移码或偏置码,其核心是将自然二进制码整体加上一个固定偏移量。对于n位二进制数,常见的偏移量为$2^{n-1}$(如8位数偏移量为128,4位数偏移量为8)。例如,4位偏移二进制码中,原码范围从-8到+7,偏移后对应0到15的无符号数(即二进制0000到1111)。
偏移二进制码与补码存在直接转换关系:
十进制值 | 偏移二进制码 |
---|---|
-8 | 0000 |
-7 | 0001 |
... | ... |
+7 | 1111 |
通过以上机制,偏移二进制码在工程和计算中实现了高效的双极性数值处理。
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