Wat precies is dynamisch bereik?

Wat precies is dynamisch bereik?

Het concept dynamisch bereik verschijnt vaak in techniekbesprekingen. Maar wat precies deze termijn betekent? Hoe wordt het toegepast op elektronische kringen en systemen?

Op het techniekgebied, leggen wij meer nadruk op nauwkeurigheid en duidelijkheid. Het is niet gemakkelijk om technische details, wiskundige verhoudingen, en prestatiesspecificaties te bespreken. Wij kunnen taken om en opbrengst gemakkelijker maken door zorgvuldig gebruik en grondig begrip van verwante termijnen te leiden.

Een termijn door elektroingenieurs „dynamisch bereik vaak wordt ontmoet dat“. Alvorens u blijft lezend, breng een minuut door proberend om een nauwkeurige en uitvoerige definitie te geven. Het kan moeilijk zijn, hoop ik het volgende artikel u kan helpen deze definitie begrijpen.

Statisch en dynamisch bereik

Voor zover ik het weet, bestaat de term „statisch werkingsgebied“ niet. Maar wij kunnen het gebruiken om de aard van dynamisch bereik te verduidelijken.

De „waaier“ verwijst naar het gebied van verandering tussen twee grenzen. „Statisch“ komt uit een Grieks werkwoord met betrekking tot nog status of status. Daarom verwijst de statische waaier naar een gebied van mogelijke verandering waarin de beperking niet door de behoefte aan actieve en onvoorspelbare beweging van input of outputfenomenen tussen het bovenleer en de ondergrenzen wordt beïnvloed.

„Dynamisch“ hoofdzakelijk is het tegengestelde van „statisch“ - beschrijvend dingen die zich constant bewegen en veranderen. Voor dynamisch bereik, hebben wij nog bovenleer en ondergrenzen, maar deze bovengrenzen zijn op systemen onderworpen aan ononderbroken veranderingen in input of outputfenomenen van toepassing, en zij vangen de capaciteit van het systeem met betrekking tot exploitatievoorwaarden die op de dynamische aard van het relevante signaal wijzen.

Overwegend de bovengenoemde informatie, op het gebied van elektrotechniek, specificeert het dynamische bereik de waaier van mogelijke of aanvaardbare waarden dat een dynamisch signaal kan veronderstellen wanneer het aan wordt geleverd of door een bepaald systeem geproduceerd.

Typische voorbeeld-menselijke visie

Het menselijke visuele systeem heeft een opmerkelijke capaciteit om de hoeveelheid input te veranderen. Wij kunnen de rimpelingen op de vijver in het maanlicht, en de witte zeilen zien die in de verblindende Mediterrane zon gleaming. De helderheidswaaier dat het menselijke oog gevoelig is voor is verdeeld in 14 grootteordes: de ondergrens is ongeveer 10-6 candela's per vierkante meter (cd/m2), en de bovengrens is ongeveer 108 cd/m2.

Dit gemiddelde dat het dynamische bereik van het menselijke visuele systeem 1014 is? Nr, omdat de hierboven vermelde helderheidswaaier de gevoeligheid van kegelcellen en staafcellen omvat, en deze twee biologische photoreceptors kunnen niet (het systeem vereist eigenlijk het neemt oud aan overgang van hoog-helderheidswijze aan laag-helderheidswijze) tegelijkertijd werken. Daarom is dit gamma niet geschikt voor inputsignalen die dynamisch tussen het bovenleer en de ondergrenzen veranderen, daardoor beperkend het systeem tot een specifieke reeks exploitatievoorwaarden.

om het dynamische bereik van menselijke lichte opsporing te bepalen, moeten wij onze capaciteit evalueren om de waaier van helderheid waar te nemen wanneer het bekijken een scène. Als wij een striktere interpretatie van het dynamische bereik goedkeuren, mogen wij niet de leerlingsgrootte veranderen, omdat dit gelijkwaardig is aan het veranderen van het bovenleer of de ondergrens door te stijgen of het verminderen van de aanwinst.

Berekening en uitdrukking van dynamisch bereik

Het dynamische bereik is eigenlijk een verhouding: maximumsignaalniveau/minimumsignaalniveau.

De elektroingenieurs neigen om decibel te gebruiken om grote verhoudingen (zoals de aanwinst van een op ampère) uit te drukken, en het dynamische bereik is geen uitzondering. Bijvoorbeeld, als het dynamische bereik van een voltage controlesysteem 80db is, is het maximum opspoorbare inputniveau 10.000 keer groter dan het minimum opspoorbare inputniveau.

In een optisch systeem, wordt het dynamische bereik gewoonlijk uitgedrukt als einde. Het verwijst naar de verhoging of de daling van twee factoren. Als het dynamische bereik van een digitale camera 8 lenzen is, dan wanneer de helderheid van het helderste die deel door de helderheid van het donkerste deel wordt verdeeld minder dan of gelijk aan 256 (=28) is, kan de scène goed worden gereproduceerd.

De dB waarde wordt rond gemaakt aan één decimaal, en de eindewaarde wordt rond gemaakt aan het meest dichtbijgelegen derde eindepunt.

Dynamisch bereik in elektronische systemen

Het volgende verstrekt voorbeelden van dynamisch bereik in verschillende types van kringen.

Digitaal-analoge convertor

Als wij de output overwegen, wordt het dynamische bereik van ADC bepaald door de resolutie. De kleinste non-zero outputwaarde is 1, en de grootste outputwaarde is (2N-1), waar N het aantal beetjes van het geproduceerde digitale woord is. Daarom is de dynamische outputwaaier van een 14 beetje ADC (214-1) =16383. Dit kan ook als 84,3 dB of 14 einden worden uitgedrukt.

Het dynamische bereik van het inputsignaal is niet zo ongecompliceerd, omdat de ondergrens door de hoeveelheid lawaai in de analoge golfvorm wordt bepaald, en het lawaai wordt beïnvloed door milieuvoorwaarden of aanwinst het plaatsen van de veranderlijke aanwinstenversterker vóór ADC.When de bovengrens van het verwijzingsvoltage is 2,5 V en de lawaaivloer is 1 mV, is het dynamische bereik 2.5/1×10-3≈68 dB.

Een speciaal type van dynamisch bereik geroepen onecht-vrij dynamisch bereik (SFDR) kan worden gebruikt om de lineariteit van een kring te kwantificeren.

Beeldsensor

In een CCD-sensor, is de bovengrens van optische opsporing het aantal elektronen dat in een pixel kan worden opgeslagen, en de ondergrens is het aantal elektronen met betrekking tot donker lawaai en gelezen lawaai. Veronderstel dat een pixel 40.000 elektronen kan houden. Als een donker lawaaipixel 5 elektronen in een bepaalde blootstellingstijd produceert en extra 10 elektronen in het lezen ontvangt, is het dynamische bereik 40000/(5 + 10) = 68,5 dB of ongeveer 11 einden.

Rf-Mixer

De mixer kan frequentieomzetting uitvoeren, zodat speelt het een belangrijke rol in het ontwerp van het radiofrequentiesysteem. Wanneer de mixer begint onaanvaardbaar niet lineair zijn tentoon te stellen, wordt het niveau van de inputmacht genoemd het 1db-compressiepunt. Dit beantwoordt aan de bovengrens wordt gebruikt om het dynamische bereik te berekenen, terwijl de ondergrens het geluidsniveau van de mixer die is.