用很直白、工程上很實(shí)用的方式說清楚:
分辨率決定“你能看多細(xì)”,精度決定“你看得準(zhǔn)不準(zhǔn)”,兩者共同決定最終數(shù)據(jù)質(zhì)量。
一、先把兩個(gè)概念說清
分辨率(Resolution)
最小能分辨的電壓變化量。
比如16位ADC:能區(qū)分0.038mV的變化。
精度(Accuracy)
測量值與真實(shí)值的接近程度。
包含:非線性、增益誤差、偏移誤差、溫漂、噪聲等。
→決定整體誤差有多大。
二、分辨率如何影響數(shù)據(jù)質(zhì)量
分辨率不夠,會(huì)出現(xiàn)這些問題:
小信號(hào)被“吃掉”
微弱變化低于1LSB,采集器完全識(shí)別不到→信號(hào)失真、細(xì)節(jié)丟失。
量化噪聲大、波形階梯感強(qiáng)
位數(shù)越低,波形越像臺(tái)階,高頻/緩變信號(hào)質(zhì)量差。
動(dòng)態(tài)范圍不足
小信號(hào)測不出來,大信號(hào)容易溢出。
一句話:分辨率不夠→數(shù)據(jù)“粗糙、缺細(xì)節(jié)”。
三、精度如何影響數(shù)據(jù)質(zhì)量
精度不夠,會(huì)出現(xiàn):
系統(tǒng)偏差(偏移誤差):整體偏高/偏低
非線性失真:中間準(zhǔn)、兩頭不準(zhǔn)
溫漂、時(shí)漂:同一信號(hào)今天測、明天測不一樣
噪聲、抖動(dòng)大:數(shù)據(jù)跳動(dòng)厲害,不可信
無法用于計(jì)量、控制、閉環(huán)系統(tǒng)
一句話:精度不夠→數(shù)據(jù)“不準(zhǔn)、不可靠”。
四、兩者一起如何共同決定最終數(shù)據(jù)質(zhì)量
1.高分辨率+低精度
看起來數(shù)據(jù)很細(xì)膩(小數(shù)點(diǎn)很多)
但整體嚴(yán)重不準(zhǔn)、漂移大
→虛假精細(xì),數(shù)據(jù)無效
典型:便宜24位ADC不加校準(zhǔn),精度很差。
2.高精度+低分辨率
整體很準(zhǔn),但細(xì)節(jié)看不清
小變化測不出來,波形粗糙
→適合粗略監(jiān)測,不適合精密分析。
3.高分辨率+高精度
細(xì)節(jié)清晰+數(shù)值準(zhǔn)確
噪聲低、線性好、漂移小
→高質(zhì)量數(shù)據(jù):可分析、可控制、可計(jì)量
五、工程上最關(guān)鍵的結(jié)論
分辨率決定數(shù)據(jù)的“細(xì)膩程度”
影響:信號(hào)細(xì)節(jié)、動(dòng)態(tài)范圍、量化噪聲。
精度決定數(shù)據(jù)的“可信程度”
影響:誤差、線性、溫漂、長期穩(wěn)定性。
數(shù)據(jù)質(zhì)量=精度為主,分辨率為輔
精度差→數(shù)據(jù)再細(xì)也沒用
分辨率低→數(shù)據(jù)再準(zhǔn)也缺信息
實(shí)際可用有效位數(shù)(ENOB)才是真實(shí)水平
ENOB<標(biāo)稱位數(shù)
真正反映數(shù)據(jù)質(zhì)量。
六、極簡總結(jié)
分辨率:能測多小的變化
→決定數(shù)據(jù)細(xì)不細(xì)
精度:測出來有多接近真值
→決定數(shù)據(jù)準(zhǔn)不準(zhǔn)
高質(zhì)量數(shù)據(jù)=高分辨率+高精度
缺一不可。