本文關(guān)鍵詞：數(shù)字化測量中降低量化誤差的系統(tǒng)設(shè)計

  更多相關(guān)文章： 數(shù)字化測量 量化誤差 邊沿效應 模糊區(qū)

【摘要】：數(shù)字化測量的一個特有的性質(zhì)就是對連續(xù)輸入信號的轉(zhuǎn)換,最后得到一系列的離散數(shù)字量,而其對連續(xù)信號的離散化程度取決于數(shù)字化測量系統(tǒng)的有效量化位數(shù),量化位數(shù)越多,離散程度越精細,可以對輸入信號進行更全面的描述。但是只要得到的數(shù)字量是離散的,便決定了得到的數(shù)字量與實際輸入之間不是完全一致的,存在一個與真實值之間的差值,差值大小與量化位數(shù)有關(guān)。這是任何數(shù)字化測量系統(tǒng)普遍存在的問題,目前對于這一誤差公認的處理方法便是通過提高系統(tǒng)的量化位數(shù)來減小量化誤差導致的測量誤差。在數(shù)字化的測量和處理中,人們注意到了模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換的量化值及其誤差。而且對于量化誤差的抑制甚至消除也是這方面的主要工作。由于常規(guī)的數(shù)字化動態(tài)測量中固有的量化誤差問題,傳統(tǒng)方法是依托提高測量系統(tǒng)的有效量化位數(shù),即AD轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換位數(shù),在某些領(lǐng)域(如音頻解碼)中,可以實現(xiàn)32位的量化。這種方法,雖可以滿足工程與應用中的需求,但在提高量化位數(shù)時,以犧牲采樣率為前提,高的量化位數(shù)勢必代表著低的采樣率。本文探索了利用邊沿效應解決了數(shù)字化動態(tài)測量中的量化誤差的抑制問題,把交流電壓的有效值測量作為突破口,創(chuàng)新性地提出了在數(shù)字量化中獲取動態(tài)模糊區(qū)邊沿有效信息來提高量化誤差所影響的測量精度的方法,其實際有效精度與量化位數(shù)無關(guān),只與量化系統(tǒng)的物理特性有關(guān),驗證了精度較之量化分辨率高數(shù)十倍到上百倍的結(jié)果。在獲得高精度的測量結(jié)果的同時,兼顧了高采樣率的需求,實現(xiàn)了采樣率和測量精度的統(tǒng)一。這對當今數(shù)字化領(lǐng)域中,如數(shù)字傳感器設(shè)備、數(shù)字測量設(shè)備,對消除和抑制量化誤差是一個創(chuàng)新,為高精度數(shù)字化測量開辟了一條道路。同時,邊沿效應的理論方法,在一些特殊的應用場合,如快速變化信號瞬態(tài)特性的測量,微小時間間隔的測量、傳感器技術(shù)的測量等方面,將發(fā)揮其獨有的優(yōu)勢。邊沿效應符合廣泛的數(shù)字化測量時代的需求,在檢測技術(shù)領(lǐng)域具有廣泛的應用市場。
【關(guān)鍵詞】：數(shù)字化測量 量化誤差 邊沿效應 模糊區(qū)
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：P204
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符號對照表11-12
• 縮略語對照表12-15
• 第一章 緒論15-19
• 1.1 選題背景和意義15-16
• 1.2 國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢16
• 1.3 本文主要內(nèi)容介紹16-17
• 1.4 本章小結(jié)17-19
• 第二章 邊沿效應及其理論基礎(chǔ)19-25
• 2.1 測量分辨率及模糊區(qū)19-23
• 2.1.1 測量分辨率及其穩(wěn)定性19-20
• 2.1.2 模糊區(qū)及邊沿20
• 2.1.3 離散模糊區(qū)和集中模糊區(qū)20-23
• 2.2 邊沿效應23-24
• 2.3 本章小結(jié)24-25
• 第三章 數(shù)字化測量中量化誤差及抑制方法25-29
• 3.1 數(shù)字化測量的特點25-26
• 3.2 數(shù)字化測量中的量化誤差26-28
• 3.3 基于邊沿效應的數(shù)字化測量方法28
• 3.4 本章小結(jié)28-29
• 第四章 交流電壓測量時降低量化誤差的系統(tǒng)設(shè)計29-43
• 4.1 邊沿效應測量交流電壓有效值方法及原理29-33
• 4.1.1 交流電壓測量方法介紹29-31
• 4.1.2 基于邊沿效應的測量原理31-33
• 4.2 系統(tǒng)設(shè)計33-41
• 4.2.1 數(shù)據(jù)采集框圖33
• 4.2.2 系統(tǒng)硬件組成33-40
• 4.2.3 測量軟件設(shè)計40-41
• 4.3 本章小結(jié)41-43
• 第五章 測量交流電壓有效值的實驗分析43-61
• 5.1 AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換原理43-44
• 5.2 邊沿穩(wěn)定度與均勻性試驗及分析44-50
• 5.3 基于邊沿效應的曲線擬合原理及實驗50-53
• 5.3.1 基于邊沿效應的曲線擬合原理50-51
• 5.3.2 基于邊沿效應的曲線擬合實驗51-53
• 5.4 邊沿效應測量電壓的特性分析53-57
• 5.4.1 邊沿效應測量電壓的幅度特性及分析53-55
• 5.4.2 邊沿效應測量電壓的頻率特性及分析55-57
• 5.5 交流電壓實際測量實驗及幅頻特性對比57-60
• 5.5.1 交流電壓實際測量實驗57-59
• 5.5.2 交流電壓測量幅頻特性對比59-60
• 5.6 本章小結(jié)60-61
• 第六章 結(jié)論和展望61-63
• 6.1 全文總結(jié)61
• 6.2 工作展望61-63
• 參考文獻63-65
• 致謝65-67
• 作者簡介67-68

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本文編號：790355