ダイナミック レンジは何丁度であるか。

ダイナミック レンジは何丁度であるか。

ダイナミック レンジの概念は頻繁に議論の設計で現われる。しかし何丁度この言葉を意味するするか。それはいかに電子回路およびシステムに適用されるあるか。

設計分野では、私達は正確さおよび明快さのより多くの重点を置いた。技術的詳細、数学関係および性能指定を論議することは容易ではない。私達は関連概念語の注意深い使用そして完全な理解によって管理し、作り出すこと仕事をもっと簡単にしてもいい。

頻繁に電気技師「ダイナミック レンジ」が見つける言葉。読み続ける前に精密な、広範囲定義を与えることを試みる分を使いなさい。それは次の記事がこの定義を理解するのを助けることができることを私望む困難かもしれない。

静的な、ダイナミック レンジ

私が知っている限りでは、言葉「静的な規模」はない。しかし私達はダイナミック レンジの性質を明白にするのにそれを使用してもいい。

「範囲」は2つの限界間の変更の区域を示す。「空電」はまだ立つか、または立つことと関連しているギリシャ動詞から来る。従って、静的な範囲は制限が上部および低限間の入力または出力現象の活動的で、予測不可能な動きのための必要性によって影響されない可能な変更の区域を示す。

「原動力」は本質的に「静的」の反対であり-絶えず動いて、変わっている事を記述する。ダイナミック レンジのために、私達にまだ上部および低限があるが、これらの上限は入力または出力現象の連続的な変更に応じてシステムに適用し、関連した信号の動的性質を反映する作動条件に関連してシステムの能力を捕獲する。

電気工学の分野の上記の情報を考えると、ダイナミック レンジは動的信号がいつに提供されるか、またはある特定のシステムによって発生するか仮定できること可能か受諾可能な価値の範囲を指定する。

典型的な例人間の視野

人間視覚システムに入力の量を変える驚くべき機能がある。私達は月光の池のさざ波、および眩ます内陸の太陽で光る白い帆を見ることができる。人間の目が敏感である明るさ範囲は14の一桁に分けられる:低限は1平方メートル（cd/m2）あたり約10-6カンデラであり、上限は約108 cd/m2である。

人間視覚システムのダイナミック レンジが1014であることこの平均はか。上記される明るさ範囲が錐体細胞および桿体細胞の感受性を含んでいる、およびこれら二つの生物的光受容体同時に働くことができないのでいいえ（システムは高明るさモードからの低明るさモードへの転移に実際にそれを取る長い時間を必要とする）。従って、この範囲は特定の一組の作動条件に上部および低限の間で動的に変わる入力信号のために適して、それによりシステムを限る。

人間の軽い検出のダイナミック レンジを定めるためには、私達は場面を見るとき明るさの範囲を感知する私達の機能を評価する必要がある。ダイナミック レンジのより厳密な解釈を採用すれば、変えるか、または利益をこれが増加によって上部か低限を減らすことと同等であるので私達が生徒のサイズを変えることは許されない。

ダイナミック レンジの計算そして表現

ダイナミック レンジは実際に比率である:最高の信号レベル/最低の信号レベル。

電気技師は（操作ampの利益のような）大きい比率を表現するのにデシベルを使用しがちで、ダイナミック レンジは例外ではない。例えば、電圧モニタリング システムのダイナミック レンジが80dbなら、最高の探索可能な入力レベルは最低の探索可能な入力レベルより大きい10,000倍。

光学系では、ダイナミック レンジは通常停止として表現される。それは2つの要因の増加か減少を示す。デジタル カメラのダイナミック レンジが8枚のレンズなら、最も暗い部分の明るさで分けられる最も明るい部分の明るさが256と等しいかまたはそれ以下のとき（=28）、場面はよく再生することができる。

dBの価値は1つの小数位に円形になり、停止価値は最も近い第3停止ポイントに円形になる。

電子システムのダイナミック レンジ

次は異なったタイプの回路のダイナミック レンジの例を提供する。

デジタル アナログ変換器

私達が出力を考慮すれば、ADCのダイナミック レンジは決断によって定められる。最も小さい非ゼロの出力価値は1であり、最も大きい出力価値はNが発生させたデジタル単語のビットの数であるところに、（2N-1）ある。従って、14ビットADCの動的出力範囲は（214-1） =16383である。これはまた84.3 dBか14の停止として表現することができる。

入力信号のダイナミック レンジは低限がアナログの波形の騒音の量、騒音は環境条件によって影響されるまたはADC.Whenの前の可変的な利益アンプの利益設定は参照の電圧の上限2.5ボルトであり、定められる騒音の床は1 mV、ダイナミック レンジである2.5/1×10-3≈68 dBであるので、あまり簡単ではないし。

呼ばれるダイナミック レンジにせなしのダイナミック レンジ（SFDR）の特別なタイプが回路の直線性の量を示すのに使用することができる。

イメージ センサー

CCDセンサーでは、光学検出の上限はピクセルで貯えることができる低限は暗い騒音と関連している電子の数騒音を読むためにであり、電子の数であり。ピクセルが40,000の電子を握ることができると仮定しなさい。暗い騒音ピクセルがある特定の露光時間に5つの電子を発生させ、読み出しの付加的な電子10受け取れば、ダイナミック レンジは40000/である（5 + 10） = 68.5 dBか約11の停止。

RFのミキサー

ミキサーは周波数変換を行うことができる従って無線周波数システムの設計の重要な役割を担う。ミキサーが受け入れられない非直線性を表わし始めるとき入力パワーのレベルは1db圧縮ポイント呼ばれる。これはダイナミック レンジを計算するのに使用される上限に低限はミキサーの雑音指数であるが対応する。