特征參數(shù)是單個(gè)數(shù)字，可以表征大量數(shù)據(jù)的重要特征。它們在描述復(fù)雜行為，并將其簡化為幾個(gè)特殊值方面具有強(qiáng)大的功能。這使得了解系統(tǒng)行為并將一個(gè)系統(tǒng)與另一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行比較變得容易得多。

了解并知道如何正確使用特征參數(shù)是加快洞察力的重要因素。

在這一篇文章中，我們將介紹一些表征時(shí)域信號(hào)的特征參數(shù)。作為示例，我們將使用力科WavePro HD示波器采集到的正弦波信號(hào)。

查看示波器測量結(jié)果的第一步是“測量環(huán)境感知”，這意味著要了解示波器重要性能限制的詳細(xì)信息，以及這些限制可能會(huì)對從信號(hào)中準(zhǔn)確提取信息產(chǎn)生的影響。至少，要了解示波器電壓和時(shí)間的分辨率。

WavePro HD示波器的垂直分辨率始終為12位，在滿量程為4V且量化等級(jí)為4096電平的情況下，垂直分辨率約為每數(shù)字電平1mV，這大約是2 V信號(hào)中的1 mV的或每數(shù)字電平0.05%的分辨率。

由于這個(gè)信號(hào)的周期為 20 微秒，并且我們希望每個(gè)周期至少有 1000 個(gè)樣本，這樣才有足夠的時(shí)間分辨率。對于一般的應(yīng)用，這是一個(gè)很好的準(zhǔn)則。除非我有非常令人信服的理由，例如，如果想看到一個(gè)非常快的瞬變，或者想測量的上升時(shí)間非常短，那么每個(gè)周期 1000 個(gè)樣本是一個(gè)很好的測量目標(biāo)。而且，WaveProHD 具有高達(dá)5Gpts的深存儲(chǔ)器，長時(shí)間采集絕不是問題。

要測量這個(gè)正弦波，需要示波器至少有 1000 個(gè)樣本/20 微秒 = 50 MS/s的采樣率。這是用于此測量的最小采樣率。雖然，WavePro HD 示波器提供的采樣率遠(yuǎn)高于這個(gè)。

我利用示波器的長存儲(chǔ)深度，實(shí)際上每次采集了 5 毫秒的數(shù)據(jù)，這是 50 MS/s x0.005 s = 250k 個(gè)樣本的樣本總數(shù)。這在計(jì)算每個(gè)周期的特征參數(shù)時(shí)提供了更好的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。我們平均的周期越多，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)就越好。

當(dāng)我們進(jìn)行長時(shí)間的采集時(shí)，我們在前面的屏幕上看不到任何有用的東西，如下圖所示：

為了平衡利弊，我對深存儲(chǔ)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行了測量，進(jìn)行了所有特征參數(shù)的計(jì)算，然后縮小此窗口以更清楚地查看各個(gè)周期，亮黃色區(qū)域是放大的部分。

一旦采集到數(shù)據(jù)，我們就可以利用示波器內(nèi)置的計(jì)算參數(shù)對多個(gè)周期的波形以高的電壓和時(shí)間分辨率自動(dòng)提取波形的所有重要特征參數(shù)。

我們使用了一個(gè)簡單的、低成本的函數(shù)發(fā)生器作為信號(hào)源。

重復(fù)時(shí)域信號(hào)的七個(gè)最重要的特征參數(shù)是：

頻率：這是信號(hào)每秒重復(fù)的次數(shù)。

周期：這是信號(hào)重復(fù)的時(shí)間間隔，周期=1/頻率。

幅度：對于理想的正弦波，這是信號(hào)相對于其平均值的最大絕對值。但是它僅對于對稱的周期信號(hào)有意義，更常用的特征參數(shù)是峰峰值。

峰峰值：整個(gè)周期的（最大值 - 最小值），對于正弦波，它是2倍的信號(hào)幅度。該術(shù)語比僅用于正弦波的幅度更通用。

平均值 定義為：

它是對一段時(shí)間內(nèi)波形偏置或中心值的度量，在示例中，這個(gè)特征參數(shù)是在 5 毫秒的采集數(shù)據(jù)中計(jì)算的。只要采集的數(shù)據(jù)中包含多個(gè)周期，丟失一小部分周期的影響就是很小的。只要在多個(gè)重復(fù)周期內(nèi)計(jì)算平均值，平均值就與我們平均的時(shí)間量無關(guān)。

均方根：是波形平方平均值的平方根。正如平均值是電壓本身的平均值一樣，均方根是波形平方的平均值，然后取平方根，它的單位是電壓單。

這一點(diǎn)非常重要，因?yàn)樾盘?hào)產(chǎn)生的功率（如果要通過電阻器）與均方根的平方有關(guān)，均方根值是關(guān)于功耗的重要特征參數(shù)。它被定義為：