模拟采样质量:精度、灵敏度、精确度和噪声。

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模拟采样质量:精度、灵敏度、精确度和噪声。

2024-07-06 22:18| 来源: 网络整理| 查看: 265

在参考采样质量时,需评估测量的精度和精确度。但在此之前首先要了解示波器的灵敏度,这一点很重要。灵敏度是输入信号可引起测量设备响应的最小变化。换言之,如果输入信号发生一定程度的改变(达到灵敏度阈值),数字数据就会发生变化。

切勿将灵敏度与分辨率和代码宽度混淆。其中分辨率定义了代码宽度;这是仪器显示值的离散级别。而灵敏度则定义仪器记录值变化所需的电压变化。例如,测量范围为10 V的仪器也许能够以1 mV分辨率检测信号,但它可以测量的最小可检测电压可能为15 mV。这种情况下仪器的分辨率为1 mV,灵敏度为15 mV。

某些情况下灵敏度会大于代码宽度。这似乎不符合常理,难道电压的变化量可显示但无法记录?是的!因此,为充分理解其优势,请设想使用恒定直流电压的情况。尽管电压完全恒定且没有偏差是最理想的情况,但信号总会存在一些细微的变化,如图1所示。灵敏度用红线表示,代码宽度也绘制在图中。本例中的电压永远不会超过灵敏度水平,因此即使大于代码宽度也由相同的数值表示。其优势在于,它不会拾取噪声,并将信号更准确地表示为恒定电压。

灵敏度大于代码宽度有助于平滑处理噪声信号

图1:灵敏度大于代码宽度有助于平滑处理噪声信号。

在信号实际开始上升至超过灵敏度水平后,信号就会由不同数值表示。请​参见​图2。请记住,测量值的精确性永远不会超过灵敏度。

 

图2:信号超过灵敏度水平后,则由不同数值表示。

仪器灵敏度的定义也存在一些歧义。有时,它可如上所示定义为常量。在这种情况下,信号超过灵敏度水平后,则由不同数值表示。但有时它也会被定义为信号的变化量。当信号变化量超过指定的灵敏度量,就会由不同的信号表示。这种情况下,绝对电压并不重要,重要的是电压变化量。此外,某些仪器将灵敏度定义为约等于零。 

不仅不同公司对灵敏度的确切定义不同,同一家公司不同产品的灵敏度含义也略有不同。查看仪器产品规范以了解其灵敏度定义非常重要;如描述不完整,请联系公司获取相关说明。



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