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电子测量中的误差1 测量误差的定义 测量的目的: 获得被测量的真值。 真值: 在一定的时间和空间环境条件下，被测量本身所具有的真实数值。 测量误差 :所有测量结果都带有误差。 研究误差的目的，就是要正确认识误差的性质，分析误差产生的原因及其发生规律，寻求减小或消除测量误差的方法，识别出测量结果中存在的各种性质的误差，学会数据处理的方法，使测量结果更接近于真值。 2 测量误差的来源 （1）仪器误差：由于测量仪器及其附件的设计、制造、检定等不完善，以及仪器使用过程中老化、磨损、疲劳等因素而使仪器带有的误差。 （2）影响误差：由于各种环境因素（温度、湿度、振动、电源电压、电磁场等）与测量要求的条件不一致而引起的误差。 （3）理论误差和方法误差：由于测量原理、近似公式、测量方法不合理而造成的误差。 （4）人身误差：由于测量人员感官的分辨能力、反应速度、视觉疲劳、固有习惯、缺乏责任心等原因，而在测量中使用操作不当、现象判断出错或数据读取疏失等而引起的误差。 （5）测量对象变化误差：测量过程中由于测量对象变化而使得测量值不准确，如引起动态误差等。 3 测量误差的表示方法 测量误差有绝对误差和相对误差两种表示方法。 1绝对误差 （1）定义： 由测量所得到的被测量值 与其真值 之差，称为绝对误差，即 （11） 式中， 为绝对误差。因此 既有大小，又有符号和量纲。 式（11）中的真值 是一个理想的概念，一般来说是无法得到的，所以实际应用中通常用十分接近被测量真值的实际值A来代替真值 。实际值也称为约定真值，它是根据测量误差的要求，用高一级以上的测量仪器或计量器具测量所得之值作为约定真值，即实际值A。因而绝对误差更有实际意义的定义是： （12） 绝对误差表明了被测量的测量值与被测量的实际值间的偏离程度和方向。 （2）修正值 与绝对误差的绝对值大小相等，但符号相反的量值，称为修正值，用C表示为 （13） 测量仪器的修正值可以通过上一级标准的检定给出，修正值可以是数值表格、曲线或函数表达式等形式。在日常测量中，利用其仪器的修正值C和该已检仪器的示值 ，可求得被测量的实际值 （14） 2相对误差 绝对误差虽然可以说明测量结果偏离实际值的情况，但不能完全科学地说明测量的质量（测量结果的准确程度），不能评估整个测量结果的影响。因为一个量的准确程度，不仅与它的绝对误差的大小，而且与这个量本身的大小有关。当绝对误差相同时，这个量本身的绝对值越大，则准确程度相对地越高，因此测量的准确程度需用误差的相对值来说明。 （1） 相对误差 、实际相对误差 、示值相对误差 绝对误差与被测量的真值之比，称为相对误差（或称为相对真误差），用 表示 （15） 相对误差只有大小和符号，没有单位。由于真值是不能确切得到的，通常用实际值A代替真值 来表示相对误差，用 表示为 （16） 式中， 为实际相对误差 在误差较小、要求不太严格的场合，也可以用测量值 代替实际值A，称为示值相对误差 （17） 当 很小时， ，有 。 例11 多级弹导火箭的射程为10000km时，其射击偏离预定点不超过0.1km，优秀射手能在距离50m远处准确地射击，偏离靶心不超过2cm，试问哪一个射击精度高？ 解 火箭的命中目标的相对误差为 射手的命中目标的相对误差为 火箭的射击精度（十万分之一）比射手的射击精度（万分之四）高。 （2） 满度相对误差（引用相对误差） 实际中，也常用测量仪器在一个量程范围内出现的最大绝对误差 与该量程的满刻度值（该量程的上限值与下限值之差） 之比来表示的相对误差，称为满度相对误差（或称引用相对误差），用 表示为 （18） 由式（18）可知，通过满度误差实际上给出了仪表各量程内绝对误差的最大值 （19） 电工仪表就是按引用误差 之值进行分级的。 是仪表在工作条件下不应超过的最大引用相对误差，它反映了该仪表的综合误差大小。我国电工仪表共分七级：0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5及5.0。如果仪表为S级，则说明该仪表的最大引用误差不超过S%，即 则电表在该测量点的最大相对误差 可表示为 （110） 因 ，故当x越接近于 时， 越接近S%，其测量准确度越高。因此，在使用这类仪表测量时，应选择适当的量程，使示值尽可能接近于满度值，指针最好能偏转在不小于满度值2/3以上的区域。 例12 某待测电流约为100mA，现有0.5级量程为0400mA和1.5级量程为0100mA的两个电流表，问用哪一个电流表测量较好？ 解 用0.5级量程为0400mA电流表测100mA时，最大相对误差为 用1.5级量程为0100mA电流表测量100mA时的最大相对误差为 （3） 分贝误差相对误差的对数表示 分贝误差是用对数形式（分贝数）表示的一种相对误差，单位为分贝（dB）。分贝误差广泛用于增益（衰减）量的测量中。晕死，公式无法上传搞得有点看不懂了 tr-8001 EEPROM MAC Address ProgrammingEEPROM MAC Address Programming 1. The test program:#StartEEPROM-MACAddrORG=1 /0:8 Bit, 1:16 BitAddressBit=8READ DataStr=0x0 0x0 0x3 /0:dummy, Start_Addr=0, Length=6bytes for MAC AddressVALID MAC /if Vaild CodeStartAddr=0x0WRITE DataStr=CURRENT MAC /Write Current MAC AddressVERIFY#End2. The MAC address file (ex. FoxConn_China6.nic)Start MAC Address:00h: 00-50-8B-F0-C0-00End MAC Address:06h:00-50-8B-F0-FF-FFCurrent MAC Address:0Ch:00-50-8B-F0-C0-00MAC Address Left:12h:00-40-00Valid MAC Address: (Manufacture Code)15h:00-50-8B 00-00-00TR-8001 SPECIFICATIONTR-8001 SPECIFICATIONAnalogMeasurementModuleMDA Module1. 2 Voltage Source2. 1 Current Source3. 1 AC Voltage Source4. 1 High Voltage Source5. AC/DC Voltage Measure6. DC Current Measure7. System Self-check8. TTL Frequecny / Time MeasureVectorless Module (HP Test-jet)Mixed-SignalTestingN/ADC VoltageSource1. 2 Source2. Voltage Range：0 - 12V3. Resolution：5.86mV4. Accuracy：0.1%5. Programmable Current Limiting (4 Ranges/2 Ranges)6. High Voltage Range：0 - 48VAC VoltageSource(FunctionalGenerator)1. 1 Source2. Sine wave3. Programming Output Voltage(5 Ranges)： 100,200,400,800,1600(mVrms)4. Voltage Accuracy：0.1%5. Frequency Range：100hz,1Khz,10Khz,100KhzTR8001 程式發展訓練課程TR8001 程式發展訓練課程1. 線路分析及資料搜尋: 1.a 所有IC之電源列表. 1.b 電源間的關係. 1.c ON POWER須接RELAY CARD之點. 1.d 若有上電池: 1.d.1 MDA測試時,哪些點要接地. 1.d.2 哪些點必須移到Test Parameter所定義之最大點數之後. 1.e 決定上哪幾組電源. 1.f 得到所有IC之DATASHEET. 1.g 得到待測板之測試點含蓋率.2. 建立測試計畫和測試含蓋率報表. 2.1 測試計畫. 2.2 測試含蓋率.3. 建立分線檔: 3.a 可由所有IC之電源列表中發現哪些IC須做分線. 3.b 由該IC之DATASHEET來決定哪些腳位是屬於哪些電源.4. 建立治具資料: 4.a 決定OBP腳位. 4.b 決定Parallel IC 腳位. 4.c 決定Frequency 待測腳及隔離腳位. 4.d 決定POWER腳位. 4.e 決定Boundary Scan腳位. 4.f 決定SLOT位置.5. 定義switch,排阻,排容,電晶體,二極體,Analog Device之腳位,並提供給 治具廠商或CAD分析工程師.6. 產生測試程式: 6.a TR8001所須輸入檔. 6.b 如何產生數位IC測試程式. 6.c 各種附屬檔介紹.CMOS逻辑电路CMOS是单词的首字母缩写，代表互补的金属氧化物半导体(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)，它指的是一种特殊类型的电子集成电路(IC)。集成电路是一块微小的硅片，它包含有几百万个电子元件。术语IC隐含的含义是将多个单独的集成电路集成到一个电路中，产生一个十分紧凑的器件。在通常的术语中，集成电路通常称为芯片，而为计算机应用设计的IC称为计算机芯片。 虽然制造集成电路的方法有多种，但对于数字逻辑电路而言CMOS是主要的方法。桌面个人计算机、工作站、视频游戏以及其它成千上万的其它产品都依赖于CMOS集成电路来完成所需的功能。当我们注意到所有的个人计算机都使用专门的CMOS芯片，如众所周知的微处理器，来获得计算性能时， CMOS IC的重要性就不言而喻了。CMOS之所以流行的一些原因为: 逻辑函数很容易用CMOS电路来实现。 CMOS允许极高的逻辑集成密度。其含义就是逻辑电路可以做得非常小，可以制造在极小的面积上。 用于制造硅片CMOS芯片的工艺已经是众所周知，并且CMOS芯片的制造和销售价格十分合理。 这些特征及其它特征都为CMOS成为制造IC的主要工艺提供了基础。 CMOS可以作为学习在电子网络中如何实现逻辑功能的工具。CMOS它允许我们用简单的概念和模型来构造逻辑电路。而理解这些概念只需要基本的电子学概念。 CMOS逻辑门电路的系列及主要参数: 1CMOS逻辑门电路的系列 CMOS集成电路诞生于20世纪60年代末，经过制造工艺的不断改进，在应用的广度上已与TTL平分秋色，它的技术参数从总体上说，已经达到或接近TTL的水平，其中功耗、噪声容限、扇出系数等参数优于TTL。CMOS集成电路主要有以下几个系列。 （1）基本的CMOS4000系列。 这是早期的CMOS集成逻辑门产品，工作电源电压范围为318V，由于具有功耗低、噪声容限大、扇出系数大等优点，已得到普遍使用。缺点是工作速度较低，平均传输延迟时间为几十ns，最高工作频率小于5MHz。 （2）高速的CMOSHC（HCT）系列。 该系列电路主要从制造工艺上作了改进，使其大大提高了工作速度，平均传输延迟时间小于10ns，最高工作频率可达50MHz。HC系列的电源电压范围为26V。HCT系列的主要特点是与TTL器件电压兼容，它的电源电压范围为4.55.5V。它的输入电压参数为VIH（min）=2.0V；VIL（max）=0.8V，与TTL完全相同。另外，74HC/HCT系列与74LS系列的产品，只要最后3位数字相同，则两种器件的逻辑功能、外形尺寸，引脚排列顺序也完全相同，这样就为以CMOS产品代替TTL产品提供了方便。 （3）先进的CMOSAC（ACT）系列 该系列的工作频率得到了进一步的提高，同时保持了CMOS超低功耗的特点。其中ACT系列与TTL器件电压兼容，电源电压范围为4.55.5V。AC系列的电源电压范围为1.55.5V。AC（ACT）系列的逻辑功能、引脚排列顺序等都与同型号的HC（HCT）系列完全相同。 2CMOS逻辑门电路的主要参数 CMOS门电路主要参数的定义同TTL电路，下面主要说明CMOS电路主要参数的特点。 （1）输出高电平VOH与输出低电平VOL。CMOS门电路VOH的理论值为电源电压VDD，VOH（min）=0.9VDD；VOL的理论值为0V，VOL（max）=0.01VDD。所以CMOS门电路的逻辑摆幅（即高低电平之差）较大，接近电源电压VDD值。 （2）阈值电压Vth。从CMOS非门电压传输特性曲线中看出，输出高低电平的过渡区很陡，阈值电压Vth约为VDD/2。 （3）抗干扰容限。CMOS非门的关门电平VOFF为0.45VDD，开门电平VON为0.55VDD。因此，其高、低电平噪声容限均达0.45VDD。其他CMOS门电路的噪声容限一般也大于0.3VDD，电源电压VDD越大，其抗干扰能力越强。 （4）传输延迟与功耗。CMOS电路的功耗很小，一般小于1 mW/门，但传输延迟较大，一般为几十ns/门，且与电源电压有关，电源电压越高，CMOS电路的传输延迟越小，功耗越大。前面提到74HC高速CMOS系列的工作速度己与TTL系列相当。 （5）扇出系数。因CMOS电路有极高的输入阻抗，故其扇出系数很大，一般额定扇出系数可达50。但必须指出的是，扇出系数是指驱动CMOS电路的个数，若就灌电流负载能力和拉电流负载能力而言，CMOS电路远远低于TTL电路。 CMOS逻辑门电路是在TTL电路问世之后 ，所开发出的第二种广泛应用的数字集成器件，从发展趋势来看，由于制造工艺的改进，CMOS电路的性能有可能超越TTL而成为占主导地位的逻辑器件 。CMOS电路的工作速度可与TTL相比较，而它的功耗和抗干扰能力则远优于TTL。此外，几乎所有的超大规模存储器件 ，以及PLD器件都采用CMOS艺制造，且费用较低。早期生产的CMOS门电路为4000系列 ，随后发展为4000B系列。当前与TTL兼容的CMO器件如74HCT系列等可与TTL器件交换使用。 MOS管主要参数：1.开启电压VT 开启电压（又称阈值电压）：使得源极S和漏极D之间开始形成导电沟道所需的栅极电压；标准的N沟道MOS管，VT约为36V；通过工艺上的改进，可以使MOS管的VT值降到23V。 2. 直流输入电阻RGS 即在栅源极之间加的电压与栅极电流之比 这一特性有时以流过栅极的栅流表示 MOS管的RGS可以很容易地超过1010。 3. 漏源击穿电压BVDS 在VGS=0（增强型）的条件下 ，在增加漏源电压过程中使ID开始剧增时的VDS称为漏源击穿电压BVDS ID剧增的原因有下列两个方面： （1）漏极附近耗尽层的雪崩击穿 （2）漏源极间的穿通击穿 有些MOS管中，其沟道长度较短，不断增加VDS会使漏区的耗尽层一直扩展到源区，使沟道长度为零，即产生漏源间的穿通，穿通后源区中的多数载流子，将直接受耗尽层电场的吸引，到达漏区，产生大的ID 4. 栅源击穿电压BVGS 在增加栅源电压过程中，使栅极电流IG由零开始剧增时的VGS，称为栅源击穿电压BVGS。 5. 低频跨导gm 在VDS为某一固定数值的条件下 ，漏极电流的微变量和引起这个变化的栅源电压微变量之比称为跨导 gm反映了栅源电压对漏极电流的控制能力 是表征MOS管放大能力的一个重要参数 一般在十分之几至几mA/V的范围内 6. 导通电阻RON 导通电阻RON说明了VDS对ID的影响 ，是漏极特性某一点切线的斜率的倒数 在饱和区，ID几乎不随VDS改变，RON的数值很大 ，一般在几十千欧到几百千欧之间 由于在数字电路中 ，MOS管导通时经常工作在VDS=0的状态下，所以这时的导通电阻RON可用原点的RON来近似 对一般的MOS管而言，RON的数值在几百欧以内 7. 极间电容 三个电极之间都存在着极间电容：栅源电容CG