特征參數(shù)是單個數(shù)字，可以表征大量數(shù)據(jù)的重要特征。它們在描述復雜行為，并將其簡化為幾個特殊值方面具有強大的功能。這使得了解系統(tǒng)行為并將一個系統(tǒng)與另一個系統(tǒng)進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域信號的特征參數(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。

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信息，以及這些限制可能會對從信號中準確提取信息產(chǎn)生的影響。至少，要了解示波器電壓和時間的分辨率。

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信號中的1 mV的或每數(shù)字電平0.05%的分辨率。

由于這個信號的周期為 20 微秒，并且我們希望每個周期至少有 1000 個樣本，這樣才有足夠的時間分辨率。對于一般的應用，這是一個很好的準則。除非我有非常令人信服的理由，例如，如果想看到一個非?？斓乃沧?，或者想測量的上升時間非常短，那么每個周期 1000 個樣本是一個很好的測量目標。而且，WaveProHD 具有高達5Gpts的深存儲器，長時間采集絕不是問題。

要測量這個正弦波，需要示波器至少有 1000 個樣本/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高于這個。

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

當我們進行長時間的采集時，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，我對深存儲采集的數(shù)據(jù)進行了測量，進行了所有特征參數(shù)的計算，然后縮小此窗口以更清楚地查看各個周期，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)置的計算參數(shù)對多個周期的波形以高的電壓和時間分辨率自動提取波形的所有重要特征參數(shù)。

我們使用了一個簡單的、低成本的函數(shù)發(fā)生器作為信號源。

重復時域信號的七個最重要的特征參數(shù)是：

頻率：這是信號每秒重復的次數(shù)。

周期：這是信號重復的時間間隔，周期=1/頻率。

幅度：對于理想的正弦波，這是信號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有意義，更常用的特征參數(shù)是峰峰值。

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

平均值 定義為：

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

這一點非常重要，因為信號產(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：