[TeledyneLeCroy] ‘DC Gain Accuracy’ 주제의 포스팅 업데이트
- 2024-01-15
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계측 장비인 오실로스코프의 정확도는 중요한 사양중의 하나입니다. 오실로스코프는 시간축 도메인에서 수직축(일반적으로 전압)의 변화량은 파형으로 확인하고 측정하는 장비입니다. 대부분의 오실로스코프는 그 사양서에 DC 정확도를 표기하여 최악의 편차를 표시하고 있습니다. 사양서에서는 얼마나 정확하느냐 보다는 에러의 범위를 정확도로 표시하고 있습니다.
오실로스코프 사용자들은 사양서에 표기된 정확도를 입력 신호에 대한 에러값으로 잘못 이해하고 있는 경우가 있습니다. 사양서에 표시하고 있는 DC Gain Accuracy가 어떤 의미를 가지고 있는 지 짧게 살펴보겠습니다.
| 스코프 모델 | 수직축 분해능 | DC Gain Accuracy |
|---|---|---|
| WaveRunner 9054 | 8 bit | ±1% FS, offset at 0V |
| HDO8058HD | 12 bit | ±0.5% FS, offset at 0V |
| 6 Series B (T사 제품군) | 12 bit | ±1.0% of full scale @50 Ω |
| EXR series (K사 제품군) | 10 bit | ± 2% full scale (±1% typical) |
위의 표에서는 오실로스코프 모델 또는 제품군의 수직축 분해능과 사양에 표시된 DC gain accuracy 를 보이고 있습니다. 공통적으로 보이는 내용은 x% FS(Full Scale) 입니다. 이 사양을 통해 측정 값에 대한 정확도를 어떻게 계산할 수 있을까요?
DC Gain Accuracy
사양서에서 표기한 이 용어는 오실로스코프의 입력단에 대한 불확실도 범위를 나타내고 있습니다. 예를들어 2V의 신호를 관측하기위해 1V/div 로 수직축 게인을 설정했다면, Full Scale 은 화면 그리드에 수직축은 8개의 div를 가지고 있으므로, 8V 입니다. 계산된 Full Scale 에 위의 표에 표시하고 있는 오차 율을 곱하여 정확도를 계산합니다.
Full Scale = 8 x 1V/div = 8V
DC Gain Accuracy = 8 * 0.005 = 0.04V = 40mV (0.5% accuracy)
계산된 accuracy 에서 2V 신호의 입력에 대한 측정 오차 범위는 다음과 같습니다.
최대값(MAX) = 2V + (0.005 * 8V) = 2.04 V
최소값 (min) = 2V -(0.005 * 8V) = 1.96 V
1V/div 설정을 사용하는 경우, 측정하고자 하는 2V 신호는 최대 2.040V 에서 최소 1.960 V 범위내에서 측정될 것입니다. 2V 신호에 대해서는 약 ±2%의 오차가 발생할 수 있다는 의미입니다. 같은 조건에서 5V 신호를 측정한다면 4.96V ~ 5.04V 범위에서 측정될 것이고, 오차는 ±0.8% 라 할 수 있습니다.
따라서, Full Scale 에 가깝거나 전체 화면에 파형이 표시할 수로 더 정확도가 높아진다는 것을 알 수 있습니다.