想象一下您今早開(kāi)車(chē)上班的路上：交通燈變綠，您立刻踩下油門(mén)，車(chē)在幾秒鐘內快速響應，繼續駛向公司。這個(gè)過(guò)程看似簡(jiǎn)單，但實(shí)際上，車(chē)內卻發(fā)生了一系列的復雜操作。讓我們一起來(lái)看看吧。

當您踩下踏板時(shí)，電機將通過(guò)轉軸向車(chē)子提供必要的扭矩，隨后牽引電機驅動(dòng)車(chē)輛前進(jìn)。牽引電機（通常為三相同步電機）由復雜的電路控制，包括多個(gè)晶體管、電機驅動(dòng)器，以及保護和反饋控制。反饋控制信號由電機位置傳感器（見(jiàn)圖1）以模擬角度輸出信號的形式發(fā)出（注意，所有現實(shí)世界的信號都是模擬的）。借助于模擬-數字轉換器（ADC），連續的模擬信號被轉換成數字域。理想的情況下，您可以將連續的模擬信號分解成無(wú)限數量的數位步進(jìn)，但在現實(shí)世界中，ADC的模擬信號量化是有限的數量步進(jìn)，而由此導致的誤差稱(chēng)為量化誤差。這里便涉及到“精度”和“分辨率”這兩個(gè)術(shù)語(yǔ)。

圖1：車(chē)輛電機控制系統的典型系統框圖

精度

以12位軸角數字轉換器（RDC）為例。轉軸轉動(dòng)一圈，轉換器輸出2¹² = 4096個(gè)數字碼。在電機控制中，步長(cháng)通常以弧分或弧秒來(lái)定義。一度60分鐘，一轉360度。因此，一圈上有360×60 = 21600個(gè)弧分。由于存在4096個(gè)數字碼，所以每個(gè)分區以= 21600/4096，即5.27弧分為間隔。5.27弧分對應于一個(gè)最低有效位或1LSB。因此，即使輸入角度（連續信號）是100％準確的，輸出數字碼在下一個(gè)代碼前的移動(dòng)也不能超過(guò)1LSB（或5.27弧分）。RDC在指定該精度值時(shí)會(huì )考慮偏移、增益和線(xiàn)性誤差因素。作為參考，無(wú)刷旋轉變壓器的典型精度規格為10弧分。整個(gè)解析裝置系統的典型誤差，加上傳感器和轉換誤差，大約為±15.273弧分（解析傳感器為10弧分，而我的示例中為+5.273弧分）。這些數字將有助于我們?yōu)橄到y選擇合適的傳感器解決方案。

分辨率

那么，分辨率是什么？“12位”分辨率是指360度角旋中2¹²個(gè)不同的輸出碼。 實(shí)際分辨率只是RDC輸出端的可用位數；請注意，并不是所有位都是無(wú)噪聲的。有效分辨率是指在考慮到信號噪聲的情況下模擬數字轉換中的真正“有用”位。這些是有效位數（ENOB）。 ENOB經(jīng)常與產(chǎn)品數據表中所述的分辨率混淆。

1 LSB是什么意思？

到目前為止，我們已經(jīng)討論了精度和分辨率的定義。 現在，讓我們將這些知識應用到一個(gè)系統中，在該系統中精度和分辨率通常以L(fǎng)SB為單位。您想知道系統環(huán)境中LSB的含義嗎？首先，我們來(lái)看一下電機控制領(lǐng)域中1 LSB相對弧分和度數的轉換值。 以下以12位和10位為例：

在12位中，1 LSB等于：

1LSB = 360 ÷ 2¹² = 0.087度= 5.27弧分= ±2.64弧分= ±0.04395度

同理，在10位中，1 LSB等于：

1LSB = 360 ÷ 2¹⁰ = 0.351度= 21.09弧分= ±10.54弧分= ±0.1757度

結論

了解汽車(chē)操作背后的深層次原理是不是一件很有趣的事？精度和分辨率是為您的規格選擇合適的傳感解決方案的基礎。 當精度優(yōu)于分辨率時(shí)，轉換器的轉移函數可以通過(guò)分辨率位數實(shí)現精確控制。