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怎么丈量不断改变的信号

测量变化信号的最简单方法是测量某段时间间隔内的平均值,但这种测量结果很容易产生误导。

这需求适当的慎重! 阿基米德从前被逼丈量王冠的含金量,而丈量恣意波形乃至比这更具挑战性。

  丈量改变信号的最简略办法是丈量某段时刻距离内的均匀值,但这种丈量成果很简略发生误导。假定咱们有一个方波,它的占空比是1:1,峰峰值是1V,那么它的均匀值是多少呢?

  当正峰值为+1V,负峰值为0V时,均匀值便是0.5V。当正峰值为0.5V,负峰值为-0.5V时,均匀值为0V。假如将这个信号加到一个电阻上,电阻会发热,但假如是一个安稳的0V信号,这种发热状况是不会发生的。

  这样看来,莫非咱们在考虑功耗时应该疏忽信号极性吗?在上述的第二种状况下,假如咱们在丈量均匀值之前删去符号或极性,那么“均匀肯定”值将变成与第一种状况相同的0.5V。可是,假如咱们将这两种信号施加到相同电阻上,第一种信号将比第二种信号发生更多的热量,因而不断改变的电压和电流的均匀值并不能告知咱们有关加热效应的满足信息。均匀电压相同的直流、正弦波、方波、锯齿波和高斯噪声引起的热效应是彻底不同的。

  这是由于电阻负载上的功耗与所加电压的平方成正比。事实上,咱们需求丈量的是改变信号的均方根或rms值,即信号平方的均匀值的方根。咱们能够进行十分准确的核算,但这没有必要。尽管能够运用模数转化和高速数字信号处理(DSP)来取得改变信号的均方根值,但运用由乘法器和运算放大器组成的简略模仿电路能够取得更准确的成果——这种电路很简略建立,不过购买制品IC将愈加简略,而且更廉价。

  假如说模仿信号处理技能比数字技能更有用的话,这种均方根到直流转化器IC便是一个令人信服的比如。模仿的均方根到直流转化器计划具有比DSP计划更低的功耗和更小的电路板面积,而且能够用于频率或挨近10GHz的射频运用,而DSP底子不适合这种场合运用。这些转化器的架构和性能在相关的文章中有详细描述。

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