I. შესავალი
წყალს შეუძლია სანთლების დანთება, მართალია ეს? ეს სიმართლეა!
მართალია, რომ გველებს რეალგარის ეშინიათ? ეს ტყუილია!
დღეს ჩვენ განვიხილავთ შემდეგს:
ჩარევას შეუძლია გაზომვის სიზუსტის გაუმჯობესება, მართალია ეს?
ნორმალურ პირობებში, ჩარევა გაზომვის ბუნებრივი მტერია. ჩარევა ამცირებს გაზომვის სიზუსტეს. მძიმე შემთხვევებში, გაზომვა ნორმალურად არ განხორციელდება. ამ თვალსაზრისით, ჩარევას შეუძლია გააუმჯობესოს გაზომვის სიზუსტე, რაც მცდარია!
თუმცა, ყოველთვის ასეა? არსებობს თუ არა სიტუაცია, როდესაც ჩარევა არ ამცირებს გაზომვის სიზუსტეს, პირიქით, აუმჯობესებს მას?
პასუხია კი!
2. ჩარევის შესახებ შეთანხმება
ფაქტობრივი სიტუაციიდან გამომდინარე, ჩარევასთან დაკავშირებით შემდეგ შეთანხმებას ვაფორმებთ:
- ჩარევა არ შეიცავს მუდმივი დენის კომპონენტებს. ფაქტობრივი გაზომვისას ჩარევა ძირითადად ცვლადი დენის ჩარევაა და ეს ვარაუდი გონივრულია.
- გაზომილ მუდმივ ძაბვასთან შედარებით, ჩარევის ამპლიტუდა შედარებით მცირეა. ეს შეესაბამება რეალურ სიტუაციას.
- ჩარევა პერიოდული სიგნალია, ანუ საშუალო მნიშვნელობა ნულის ტოლია დროის ფიქსირებულ პერიოდში. ეს მოსაზრება არ არის აუცილებლად სწორი რეალურ გაზომვაში. თუმცა, რადგან ჩარევა, როგორც წესი, უფრო მაღალი სიხშირის ცვლადი დენის სიგნალია, ჩარევის უმეტესობისთვის ნულოვანი საშუალო მნიშვნელობის კონვენცია გონივრულია უფრო ხანგრძლივი პერიოდისთვის.
3. გაზომვის სიზუსტე ჩარევის ქვეშ
ელექტრო საზომი ინსტრუმენტებისა და მრიცხველების უმეტესობა ამჟამად იყენებს AD გადამყვანებს და მათი გაზომვის სიზუსტე მჭიდრო კავშირშია AD გადამყვანის გარჩევადობასთან. ზოგადად, უფრო მაღალი გარჩევადობის მქონე AD გადამყვანებს აქვთ უფრო მაღალი გაზომვის სიზუსტე.
თუმცა, AD-ის გარჩევადობა ყოველთვის შეზღუდულია. თუ ვივარაუდებთ, რომ AD-ის გარჩევადობა 3 ბიტია და ყველაზე მაღალი გაზომვის ძაბვა 8 ვოლტია, AD გადამყვანი ეკვივალენტურია 8 ნაწილად დაყოფილი შკალისა, თითოეული ნაწილად 1 ვოლტია. ამ AD-ის გაზომვის შედეგი ყოველთვის მთელი რიცხვია და ათწილადი ნაწილი ყოველთვის გადატანილი ან გაუქმებულია, რაც, სავარაუდოდ, ამ ნაშრომში გადატანილია. გადატანა ან გაუქმება გამოიწვევს გაზომვის შეცდომებს. მაგალითად, 6.3 ვ მეტია 6 ვოლტზე და ნაკლები 7 ვოლტზე. AD გაზომვის შედეგია 7 ვოლტი და არის 0.7 ვოლტის შეცდომა. ამ შეცდომას AD კვანტიზაციის შეცდომას ვუწოდებთ.
ანალიზის მოხერხებულობისთვის, ჩვენ ვვარაუდობთ, რომ მასშტაბს (AD გადამყვანს) არ აქვს სხვა გაზომვის შეცდომები, გარდა AD კვანტიზაციის შეცდომისა.
ახლა, ჩვენ ვიყენებთ ასეთ ორ იდენტურ შკალას ნახაზ 1-ზე ნაჩვენები ორი მუდმივი დენის ძაბვის გასაზომად ჩარევის გარეშე (იდეალური სიტუაცია) და ჩარევის მქონე.
როგორც ნაჩვენებია ნახაზ 1-ში, ფაქტობრივი გაზომილი მუდმივი დენის ძაბვაა 6.3 ვოლტი, ხოლო მარცხენა ნახაზზე გამოსახულ მუდმივი დენის ძაბვას არანაირი ჩარევა არ აღენიშნება და ის მუდმივი მნიშვნელობაა. მარჯვენა ნახაზზე გამოსახულია ცვლადი დენით გამოწვეული მუდმივი დენი, რომლის მნიშვნელობაც გარკვეულ რყევას განიცდის. მარჯვენა დიაგრამაზე გამოსახული მუდმივი დენის ძაბვა ტოლია მარცხენა დიაგრამაზე გამოსახული მუდმივი დენის ძაბვისა ჩარევის სიგნალის აღმოფხვრის შემდეგ. ნახაზზე გამოსახული წითელი კვადრატი წარმოადგენს AD გადამყვანის გარდაქმნის შედეგს.
იდეალური DC ძაბვა ჩარევის გარეშე
გამოიყენეთ ჩარევის შემცველი მუდმივი დენის ძაბვა ნულის საშუალო მნიშვნელობით
ზემოთ მოცემულ ფიგურაში მოცემულ ორ შემთხვევაში ჩაატარეთ მუდმივი დენის 10 გაზომვა და შემდეგ გამოთვალეთ მიღებული 10 გაზომვის საშუალო.
მარცხნივ პირველი შკალა 10-ჯერ იზომება და ყოველ ჯერზე ჩვენებები ერთნაირია. AD კვანტიზაციის შეცდომის გავლენის გამო, თითოეული ჩვენება 7 ვოლტია. 10 გაზომვის საშუალოდ გამოთვლის შემდეგ, შედეგი მაინც 7 ვოლტია. AD კვანტიზაციის შეცდომა 0.7 ვოლტია, ხოლო გაზომვის შეცდომა 0.7 ვოლტი.
მარჯვნივ მეორე შკალა მკვეთრად შეიცვალა:
ინტერფერენციის ძაბვის დადებით და უარყოფით მაჩვენებლებსა და ამპლიტუდაში არსებული სხვაობის გამო, AD კვანტიზაციის შეცდომა განსხვავებულია სხვადასხვა გაზომვის წერტილში. AD კვანტიზაციის შეცდომის ცვლილებისას, AD გაზომვის შედეგი იცვლება 6V-სა და 7V-ს შორის. გაზომვებიდან შვიდი იყო 7V, მხოლოდ სამი - 6V, ხოლო 10 გაზომვის საშუალო იყო 6.3V! შეცდომა არის 0V!
სინამდვილეში, არცერთი შეცდომა არ არის შეუძლებელი, რადგან ობიექტურ სამყაროში არ არსებობს მკაცრი 6.3 ვოლტი! თუმცა, მართლაც არსებობს:
ჩარევის არარსებობის შემთხვევაში, რადგან თითოეული გაზომვის შედეგი ერთნაირია, 10 გაზომვის საშუალო მაჩვენებლის გამოთვლის შემდეგ შეცდომა უცვლელი რჩება!
როდესაც არის შესაბამისი რაოდენობის ჩარევა, 10 გაზომვის საშუალოდ გამოთვლის შემდეგ, AD კვანტიზაციის შეცდომა მცირდება ერთი რიგითობით! გარჩევადობა გაუმჯობესებულია ერთი რიგითობით! გაზომვის სიზუსტეც გაუმჯობესებულია ერთი რიგითობით!
ძირითადი კითხვებია:
იგივეა, როდესაც გაზომილი ძაბვა სხვა მნიშვნელობებისაა?
მკითხველს შეუძლია დაიცვას მეორე ნაწილში ჩარევის შესახებ შეთანხმება, გამოხატოს ჩარევა რიცხვითი მნიშვნელობების სერიით, ჩარევა გადააფაროს გაზომილ ძაბვას და შემდეგ გამოთვალოს თითოეული წერტილის გაზომვის შედეგები AD გადამყვანის გადატანის პრინციპის მიხედვით და შემდეგ გამოთვალოს საშუალო მნიშვნელობა დადასტურებისთვის, იმ პირობით, რომ ჩარევის ამპლიტუდამ შეიძლება გამოიწვიოს AD კვანტიზაციის შემდეგ ჩვენების ცვლილება და შერჩევის სიხშირე საკმარისად მაღალია (ჩარევის ამპლიტუდის ცვლილებებს აქვთ გარდამავალი პროცესი, და არა დადებითი და უარყოფითი ორი მნიშვნელობის) და სიზუსტე უნდა გაუმჯობესდეს!
შეიძლება დამტკიცდეს, რომ სანამ გაზომილი ძაბვა ზუსტად მთელი რიცხვი არ არის (ის ობიექტურ სამყაროში არ არსებობს), AD კვანტიზაციის შეცდომა იქნება, რამდენადაც დიდი არ უნდა იყოს AD კვანტიზაციის შეცდომა, სანამ ჩარევის ამპლიტუდა AD კვანტიზაციის შეცდომაზე მეტია ან AD-ის მინიმალურ გარჩევადობაზე მეტია, ეს გამოიწვევს გაზომვის შედეგის ცვლილებას ორ მიმდებარე მნიშვნელობას შორის. რადგან ჩარევა დადებითი და უარყოფითი სიმეტრიულია, შემცირებისა და ზრდის სიდიდე და ალბათობა ტოლია. ამიტომ, როდესაც ფაქტობრივი მნიშვნელობა რომელ მნიშვნელობასთან უფრო ახლოსაა, რომელი მნიშვნელობის გამოჩენის ალბათობა უფრო დიდია და საშუალოდ გაანგარიშების შემდეგ ის რომელ მნიშვნელობასთან ახლოს იქნება.
ანუ: მრავალჯერადი გაზომვების საშუალო მნიშვნელობა (ჩარევის საშუალო მნიშვნელობა ნულის ტოლია) ჩარევის გარეშე უფრო ახლოს უნდა იყოს გაზომვის შედეგთან, ანუ ნულის ტოლი საშუალო მნიშვნელობის მქონე AC ჩარევის სიგნალის გამოყენებამ და მრავალჯერადი გაზომვების საშუალოდ გამოთვლამ შეიძლება შეამციროს AD კვანტიზაციის ექვივალენტური შეცდომები, გააუმჯობესოს AD გაზომვის გარჩევადობა და გაზომვის სიზუსტე!
გამოქვეყნების დრო: 2023 წლის 13 ივლისი
