I. Introduzzjoni
L-Ilma Jista' Jqabbad ix-Xemgħat, Huwa Veru? Huwa Veru!
Huwa veru li s-sriep jibżgħu mir-realgar? Huwa falz!
Dak li se niddiskutu llum huwa:
L-interferenza tista' ttejjeb il-preċiżjoni tal-kejl, huwa veru?
Taħt ċirkostanzi normali, l-interferenza hija l-għadu naturali tal-kejl. L-interferenza tnaqqas l-eżattezza tal-kejl. F'każijiet severi, il-kejl mhux se jitwettaq b'mod normali. Minn din il-perspettiva, l-interferenza tista' ttejjeb l-eżattezza tal-kejl, li huwa falz!
Madankollu, dan huwa dejjem il-każ? Hemm sitwazzjoni fejn l-interferenza ma tnaqqasx l-eżattezza tal-kejl, iżda minflok ittejjibha?
It-tweġiba hija iva!
2. Ftehim ta' Interferenza
Flimkien mas-sitwazzjoni attwali, nagħmlu l-ftehim li ġej dwar l-interferenza:
- L-interferenza ma fihiex komponenti DC. Fil-kejl attwali, l-interferenza hija prinċipalment interferenza AC, u din is-suppożizzjoni hija raġonevoli.
- Meta mqabbel mal-vultaġġ DC imkejjel, l-amplitudni tal-interferenza hija relattivament żgħira. Dan huwa konformi mas-sitwazzjoni attwali.
- L-interferenza hija sinjal perjodiku, jew il-valur medju huwa żero f'perjodu ta' żmien fiss. Dan il-punt mhux neċessarjament veru fil-kejl attwali. Madankollu, peress li l-interferenza ġeneralment hija sinjal AC ta' frekwenza ogħla, għal ħafna interferenzi, il-konvenzjoni ta' medja żero hija raġonevoli għal perjodu itwal ta' żmien.
3. Preċiżjoni tal-kejl taħt interferenza
Il-biċċa l-kbira tal-istrumenti tal-kejl elettriċi u l-miters issa jużaw konvertituri AD, u l-eżattezza tal-kejl tagħhom hija relatata mill-qrib mar-riżoluzzjoni tal-konvertitur AD. Ġeneralment, il-konvertituri AD b'riżoluzzjoni ogħla għandhom eżattezza tal-kejl ogħla.
Madankollu, ir-riżoluzzjoni tal-AD hija dejjem limitata. Jekk nassumu li r-riżoluzzjoni tal-AD hija ta' 3 bits u l-ogħla vultaġġ tal-kejl huwa ta' 8V, il-konvertitur AD huwa ekwivalenti għal skala maqsuma fi 8 diviżjonijiet, kull diviżjoni hija ta' 1V. Ir-riżultat tal-kejl ta' dan l-AD huwa dejjem numru sħiħ, u l-parti deċimali dejjem tinġarr jew tintrema, li huwa preżunt li jinġarr f'dan id-dokument. It-trasport jew it-twarrib se jikkawża żbalji fil-kejl. Pereżempju, 6.3V huwa akbar minn 6V u inqas minn 7V. Ir-riżultat tal-kejl tal-AD huwa ta' 7V, u hemm żball ta' 0.7V. Aħna nsejħu dan l-iżball żball ta' kwantizzazzjoni tal-AD.
Għall-konvenjenza tal-analiżi, nassumu li l-iskala (konvertitur AD) m'għandha l-ebda żbalji oħra fil-kejl ħlief l-iżball ta' kwantizzazzjoni AD.
Issa, nużaw żewġ skali identiċi bħal dawn biex inkejlu ż-żewġ vultaġġi DC murija fil-Figura 1 mingħajr interferenza (sitwazzjoni ideali) u b'interferenza.
Kif muri fil-Figura 1, il-vultaġġ DC attwali mkejjel huwa 6.3V, u l-vultaġġ DC fil-figura tax-xellug m'għandu l-ebda interferenza, u huwa valur kostanti fil-valur. Il-figura fuq il-lemin turi l-kurrent dirett disturbat mill-kurrent alternanti, u hemm ċerta varjazzjoni fil-valur. Il-vultaġġ DC fid-dijagramma tal-lemin huwa ugwali għall-vultaġġ DC fid-dijagramma tax-xellug wara li jiġi eliminat is-sinjal ta' interferenza. Il-kwadru aħmar fil-figura jirrappreżenta r-riżultat tal-konverżjoni tal-konvertitur AD.
Vultaġġ DC ideali mingħajr interferenza
Applika vultaġġ DC li jinterferixxi b'valur medju ta' żero
Agħmel 10 kejl tal-kurrent dirett fiż-żewġ każijiet fil-figura ta' hawn fuq, u mbagħad ħu l-medja tal-10 kejl.
L-ewwel skala fuq ix-xellug titkejjel 10 darbiet, u l-qari huwa l-istess kull darba. Minħabba l-influwenza tal-iżball tal-kwantizzazzjoni AD, kull qari huwa 7V. Wara li jittieħed medja ta' 10 kejl, ir-riżultat xorta huwa 7V. L-iżball tal-kwantizzazzjoni AD huwa 0.7V, u l-iżball tal-kejl huwa 0.7V.
It-tieni skala fuq il-lemin inbidlet drastikament:
Minħabba d-differenza fil-pożittiv u n-negattiv tal-vultaġġ ta' interferenza u l-amplitudni, l-iżball tal-kwantizzazzjoni AD huwa differenti f'punti ta' kejl differenti. Taħt il-bidla tal-iżball tal-kwantizzazzjoni AD, ir-riżultat tal-kejl AD jinbidel bejn 6V u 7V. Sebgħa mill-kejl kienu 7V, tlieta biss kienu 6V, u l-medja tal-10 kejl kienet 6.3V! L-iżball huwa 0V!
Fil-fatt, l-ebda żball mhu impossibbli, għax fid-dinja oġġettiva, m'hemm l-ebda 6.3V strett! Madankollu, tabilħaqq hemm:
Fil-każ ta' ebda interferenza, peress li kull riżultat tal-kejl huwa l-istess, wara li tittieħed medja ta' 10 kejlijiet, l-iżball jibqa' l-istess!
Meta jkun hemm ammont xieraq ta' interferenza, wara li tittieħed il-medja ta' 10 kejl, l-iżball ta' kwantizzazzjoni AD jitnaqqas b'ordni ta' kobor! Ir-riżoluzzjoni titjieb b'ordni ta' kobor! L-eżattezza tal-kejl titjieb ukoll b'ordni ta' kobor!
Il-mistoqsijiet ewlenin huma:
Huwa l-istess meta l-vultaġġ imkejjel ikun valuri oħra?
Il-qarrejja jistgħu jixtiequ jsegwu l-ftehim dwar l-interferenza fit-tieni taqsima, jesprimu l-interferenza b'serje ta' valuri numeriċi, jissuperimponu l-interferenza fuq il-vultaġġ imkejjel, u mbagħad jikkalkulaw ir-riżultati tal-kejl ta' kull punt skont il-prinċipju tal-ġarr tal-konvertitur AD, u mbagħad jikkalkulaw il-valur medju għall-verifika, sakemm l-amplitudni tal-interferenza tista' tikkawża li l-qari wara l-kwantizzazzjoni AD jinbidel, u l-frekwenza tal-kampjunar tkun għolja biżżejjed (il-bidliet fl-amplitudni tal-interferenza għandhom proċess ta' transizzjoni, aktar milli żewġ valuri ta' pożittiv u negattiv), u l-eżattezza trid titjieb!
Jista' jiġi ppruvat li sakemm il-vultaġġ imkejjel ma jkunx eżattament numru sħiħ (ma jeżistix fid-dinja oġġettiva), se jkun hemm żball ta' kwantizzazzjoni AD, irrispettivament minn kemm ikun kbir l-iżball ta' kwantizzazzjoni AD, sakemm l-amplitudni tal-interferenza tkun akbar mill-iżball ta' kwantizzazzjoni AD jew akbar mir-riżoluzzjoni minima ta' AD, dan jikkawża li r-riżultat tal-kejl jinbidel bejn żewġ valuri biswit xulxin. Peress li l-interferenza hija simmetrika pożittiva u negattiva, il-kobor u l-probabbiltà ta' tnaqqis u żieda huma ugwali. Għalhekk, meta l-valur attwali jkun eqreb lejn liema valur, il-probabbiltà ta' liema valur jidher tkun akbar, u jkun qrib liema valur wara li tittieħed il-medja.
Jiġifieri: il-valur medju ta' kejl multiplu (il-valur medju tal-interferenza huwa żero) irid ikun eqreb lejn ir-riżultat tal-kejl mingħajr interferenza, jiġifieri, l-użu tas-sinjal ta' interferenza AC b'valur medju ta' żero u l-medja ta' kejl multiplu jistgħu jnaqqsu l-iżbalji ekwivalenti tal-Kwantifikazzjoni AD, itejbu r-riżoluzzjoni tal-kejl AD, u jtejbu l-preċiżjoni tal-kejl!
Ħin tal-posta: 13 ta' Lulju 2023
