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干貨!使用示波器測量正弦信號幅值和相位誤差仿真


  來源: 與非網(wǎng) 時間:2020-06-03 編輯:清風(fēng)
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對比在 使用數(shù)字示波器 DS6104 測量交流信號的幅值和相位[1] 中時基使用示波器測量的結(jié)果,可以看到,在 ts<0.002s 的時候,所得到的誤差與仿真的結(jié)果僅此,但當(dāng) ts 大于 0.002 之后,所得到的誤差就呈現(xiàn)了規(guī)律的鋸齒波的形狀。對于這個現(xiàn)象現(xiàn)在還無法解釋。




2. 加窗口之后對應(yīng)的誤差

通過對數(shù)據(jù)增加三角窗和 Hanning 窗口[2] 加權(quán)處理,來評估時基對參數(shù)計算誤差。


(1)增加參加窗口



▲ 增加三角窗口




▲ 使用三角窗對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理之后的幅值誤差和相位




疑問:為何三角窗口對于相位影響這么大?


猜測: 可能這個問題來自于對信號的量化誤差所帶來的。




▲ 將量化 8bit 去掉之后,使用三角窗口加權(quán)數(shù)據(jù)所得到的復(fù)制誤差和相位




(2)增加 Hanning 窗口



▲ 對數(shù)據(jù)施加 Hanning 窗口對應(yīng)的信號波形




▲ 使用 Hanning 窗口對數(shù)據(jù)加權(quán)計算的信號幅值誤差和相位





(3)增加 Hamming 窗口




▲ 增加 Hamming 窗口數(shù)據(jù)的波形




▲ 使用 Hamming 窗口對數(shù)據(jù)處理所得到的幅度誤差和相位




(4)對比三角窗口,Hanning 窗口以及 Hamming 窗口對于幅度誤差的影響




▲ 對比三種加窗方法測量幅值誤差曲線




▲ 對比三種加窗方法測量幅值誤差曲線(局部)




經(jīng)過放大之后,我們看到上面的幅值誤差曲線呈現(xiàn)了某種隨機(jī)的情況。猜測這可能 與量化誤差有關(guān)系,下面重新將上述加窗方法數(shù)據(jù)生成一邊,只是將對信號的量化部分去除掉。繪制出三種加窗方法測量得到的誤差曲線(局部)如下:



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