Уақыттық ажыратымдылық (TR) – өлшеудің уақыт бойынша дискретті ажыратымдылығы. Ажыратымдылық пен кеңістіктік ажыратымдылық арасындағы қарым-қатынас, фотон жылдамдығының шектеулері туралы.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Уақытша ажыратымдылық (TR) – уақыт бойынша өлшеудің дискретті дәлдігін көрсетеді.
Temporal resolution (TR) refers to the discrete resolution of a measurement with respect to time.
Физика
Көбінесе өлшеудің уақыт шешілдігі мен кеңістік шешілдігі арасында Гейзенбергтің белгісіздік принципіне байланысты айырбас болады. Кейбір жағдайларда, мысалы, бөлшектер физикасында, бұл айырбас жарықтың шекті жылдамдығымен және ақпаратты жеткізетін фотондардың бақылаушыға жетуіне кеткен уақытпен байланысты болуы мүмкін. Осы уақыт аралығында жүйе өзгерген болуы мүмкін. Сондықтан, жарық неғұрлым ұзақ сапарласа, уақыт шешілдігі соғұрлым төмендейді.
Often there is a trade off between the temporal resolution of a measurement and its spatial resolution, due to Heisenberg's uncertainty principle. In some contexts, such as particle physics, this trade off can be attributed to the finite speed of light and the fact that it takes a certain period of time for the photons carrying information to reach the observer. In this time, the system might have undergone changes itself. Thus, the longer the light has to travel, the lower the temporal resolution.
Есептеу
Басқа жағдайда, уақыт бойынша ажыратымдылық пен компьютерлік жад арасында жиі айырбас болады. Трансдуктор әр миллисекунд сайын деректерді жаза алады, бірақ қолда бар жад оған мүмкіндік бермеуі мүмкін. 4D PET суретке түсіру кезінде ажыратымдылық бірнеше минутқа дейін шектелуі мүмкін.
In another context, there is often a tradeoff between temporal resolution and computer storage. A transducer may be able to record data every millisecond, but available storage may not allow this, and in the case of 4D PET imaging the resolution may be limited to several minutes.
Электрондық дисплейлер
Кейбір қолданбаларда уақытша ажыратымдылық, мысалы, теледидардың сынама алу периодына немесе оның кері шамасы – жаңарту жылдамдығына немесе герцтегі жаңарту жиілігіне тең болуы мүмкін. Уақытша ажыратымдылық уақытша белгісіздіктен өзгеше. Бұл, бейне ажыратымдылығын оптикалық ажыратымдылықпен шатастыруға ұқсас. Бірі дискретті, екіншісі үздіксіз. Уақытша ажыратымдылық – кескіннің кеңістіктік ажыратымдылығына «уақыт» бойынша сәйкес келетін ажыратымдылық. Сол сияқты, сынама алу жылдамдығы дисплей экранындағы пиксель қадамына тең, ал дисплейдің оптикалық ажыратымдылығы уақытша белгісіздікке тең. Бұл кеңістік және уақыт ажыратымдылығының осы түрі өлшеу ажыратымдылығына перпендикуляр екенін ескеріңіз, тіпті кеңістік пен уақыт өзара перпендикуляр болса да. Кескіннің немесе осциллографтың түсірілімінің екеуінде де сигнал мен шу арақатынасы болуы мүмкін, себебі екеуінде де өлшеу ажыратымдылығы бар.
In some applications, temporal resolution may instead be equated to the sampling period, or its inverse, the refresh rate, or update frequency in Hertz, of a TV, for example. The temporal resolution is distinct from temporal uncertainty. This would be analogous to conflating image resolution with optical resolution. One is discrete, the other, continuous. The temporal resolution is a resolution somewhat the 'time' dual to the 'space' resolution of an image. In a similar way, the sample rate is equivalent to the pixel pitch on a display screen, whereas the optical resolution of a display screen is equivalent to temporal uncertainty. Note that both this form of image space and time resolutions are orthogonal to measurement resolution, even though space and time are also orthogonal to each other. Both an image or an oscilloscope capture can have a signal to noise ratio, since both also have measurement resolution.
Оциллоскопия
Оциллоскоп – микроскоптың уақыт бойынша эквиваленті, және ол микроскоптың оптикалық ажыратымдылығымен шектелгендей, уақытша белгісіздікпен шектеледі. Цифрлық үлгілеу осциллоскопында да бейне ажыратымдылығына ұқсас шектеу бар, ол – үлгілеу жиілігі. Цифрлық емес, үлгі алмайтын осциллоскоптың уақытша белгісіздігі де шектелген. Уақытша белгісіздік осциллоскоптың жауап бере алатын үздіксіз сигналдың максималды жиілігімен байланысты болуы мүмкін, бұл – жолақтың ені деп аталады және Герцте (Hz) өлшенеді. Бірақ осциллоскоптар үшін бұл көрсеткіш уақытша ажыратымдылық емес. Сандарды шатастыруды азайту үшін, осциллоскоп өндірушілері уақытша ажыратымдылықты көрсету үшін «Hz» орнына «Sa/s» қолданады. Оциллоскоптар үшін екі жағдай бар: зондтың тұру уақыты нақты уақыттағы үлгілеу жиілігінен әлдеқайда қысқа немесе әлдеқайда ұзын. Оциллоскопта тұру уақыты мен үлгілеу уақыты бірдей болса, әдетте ол жағдай қолайсыз. Көбінесе, екі жағдайда да үлгілеу жиілігінен үлкен арақашықтықты таңдау қажет, немесе егер мүмкін болмаса, екі үлгілеу периодынан сәл ұзақ болуы тиімді. Егер тұру уақыты әлдеқайда ұзын болса, бұл ең көп кездесетін жағдай, ол уақытша ажыратымдылыққа үстемдік етеді. Тұру уақытындағы жауаптың пішіні де уақытша ажыратымдылыққа күшті әсер етеді. Сондықтан зонд сымдары әдетте сымдарды «компенсациялауға» мүмкіндік беретін құрылымға ие, бұл минималды тұру уақыты мен минималды шамадан асып кету арасындағы қатынасты өзгертуге мүмкіндік береді. Егер тұру уақыты әлдеқайда қысқа болса, осциллоскоп радиожиілікті кедергілерден туындаған қателіктерге (aliasing) ұшырауы мүмкін, бірақ оны қайталанатын сигналды бірнеше рет үлгілеп, нәтижелерді орташа есеппен шығару арқылы жоюға болады. Егер «триггер» уақыты мен үлгілеу сағаты арасындағы байланысты үлгілеу уақытынан жоғары дәлдікпен басқаруға болады, онда әрбір жазбаны орташалаудан бұрын үлгіні кеңейту арқылы үлгілеу периодынан әлдеқайда жоғары уақытша ажыратымдылықпен қайталанатын толқынды өлшеуге болады. Бұл жағдайда уақытша белгісіздік сағаттың тербелісімен (jitter) шектелуі мүмкін.
An oscilloscope is the temporal equivalent of a microscope, and it is limited by temporal uncertainty the same way a microscope is limited by optical resolution. A digital sampling oscilloscope has also a limitation analogous to image resolution, which is the sample rate. A non digital non sampling oscilloscope is still limited by temporal uncertainty. The temporal uncertainty can be related to the maximum frequency of continuous signal the oscilloscope could respond to, called the bandwidth and given in Hertz. But for oscilloscopes, this figure is not the temporal resolution. To reduce confusion, oscilloscope manufacturers use 'Sa/s' instead of 'Hz' to specify the temporal resolution. Two cases for oscilloscopes exist: either the probe settling time is much shorter than the real time sampling rate, or it is much larger. The case where the settling time is the same as the sampling time is usually undesirable in an oscilloscope. It is more typical to prefer a larger ratio either way, or if not, to be somewhat longer than two sample periods. In the case where it is much longer, the most typical case, it dominates the temporal resolution. The shape of the response during the settling time also has as strong effect on the temporal resolution. For this reason probe leads usually offer an arrangement to 'compensate' the leads to alter the trade off between minimal settling time, and minimal overshoot. If it is much shorter, the oscilloscope may be prone to aliasing from radio frequency interference, but this can be removed by repeatedly sampling a repetitive signal and averaging the results together. If the relationship between the 'trigger' time and the sample clock can be controlled with greater accuracy than the sampling time, then it is possible to make a measurement of a repetitive waveform with much higher temporal resolution than the sample period by upsampling each record before averaging. In this case the temporal uncertainty may be limited by clock jitter.