
【計】 offset binary code
【計】 skewing
binary system
【計】 B; BIN; scale-of-two
【經】 binary
code; yard
【計】 ASA code ASA
【經】 code; yard
偏移二進制碼(Offset Binary Code)是一種用于表示有符號數的二進制編碼方式,尤其在模拟-數字轉換(ADC)和數字-模拟轉換(DAC)電路中廣泛應用。其核心特點是通過對标準二進制數施加一個固定的偏移量(通常為滿量程的一半),将雙極性信號(包含正負值)映射到無符號的二進制表示範圍内。以下是詳細解釋:
偏移二進制碼将數值零點平移至編碼範圍的中點。對于一個n位系統:
若實際模拟電壓為( V )(範圍( -V{text{ref}} )至( +V{text{ref}} )),對應的偏移二進制碼( B{text{offset}} )為:
$$
B{text{offset}} = frac{V + V{text{ref}}}{2V{text{ref}}} times (2^n - 1)
$$
例如,在8位系統中(( n=8 )),零點電壓(( V=0 ))對應編碼( 128_{10} )(二進制10000000
)。
最高位(MSB)的意義
MSB在偏移二進制碼中直接表示符號:
這一特性簡化了硬件比較器的設計。
與補碼的轉換
偏移二進制碼可通過反轉MSB直接轉換為二進制補碼:
$$ B{text{補碼}} = B{text{offset}} oplus (2^{n-1}) $$ 其中( oplus )表示按位異或操作。這一轉換在數字信號處理器(DSP)中高效實現。
工業标準器件(如TI的ADS8860、ADI的AD5761)普遍采用偏移二進制碼輸出,因其能直接兼容單極性數字處理電路。
在PLC模拟量模塊中,偏移二進制碼用于傳輸傳感器信號(如±10V壓力傳感器數據),避免負值編碼的特殊處理。
M. Morris Mano, "Digital Design", 第5版 詳細對比了各類有符號數編碼的硬件實現差異(Sec 1.4)。
IEEE Standard for Terminology and Test Methods for Analog-to-Digital Converters 明确定義偏移二進制碼為ADC靜态測試的推薦編碼格式。
Texas Instruments, Data Acquisition Handbook(Section 3.2)分析了偏移二進制碼在降低量化誤差方面的優勢。
偏移二進制碼(Offset Binary Code)是一種用于表示有符號數的編碼方式,其核心原理是通過在自然二進制碼基礎上添加固定偏移量來實現雙極性數值的表示。以下是詳細解釋:
偏移二進制碼又稱移碼或偏置碼,其核心是将自然二進制碼整體加上一個固定偏移量。對于n位二進制數,常見的偏移量為$2^{n-1}$(如8位數偏移量為128,4位數偏移量為8)。例如,4位偏移二進制碼中,原碼範圍從-8到+7,偏移後對應0到15的無符號數(即二進制0000到1111)。
偏移二進制碼與補碼存在直接轉換關系:
十進制值 | 偏移二進制碼 |
---|---|
-8 | 0000 |
-7 | 0001 |
... | ... |
+7 | 1111 |
通過以上機制,偏移二進制碼在工程和計算中實現了高效的雙極性數值處理。
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