เฉลี่ยหลายรูปคลื่นเพื่อลดเสียงรบกวนโดยไม่ซ่อนความเปลี่ยนระหว่างรอบ

เฉลี่ยตำแหน่งเดียวกันจากหลายการรับ

Average acquisition รวมค่าที่ตำแหน่งเวลาสอดคล้องกันจากหลายรูปคลื่นเพื่อสร้างคลื่นเฉลี่ย จึงเหมาะเมื่อสิ่งที่ต้องการมีรูปซ้ำและรบกวนเปลี่ยนอย่างที่การเฉลี่ยลดได้ ข้อมูลที่ได้แทนค่าเฉลี่ยของหลายเหตุการณ์ ไม่ได้เป็นประวัติของเหตุการณ์หนึ่งครั้ง แม้หน้าจอแสดงเส้นเดียวคล้ายโหมดทั่วไป ต้องกำกับโหมดเมื่อส่งต่อภาพ

ความซ้ำที่จำเป็นไม่ได้มีเพียงความถี่เท่าเดิม แต่รวมถึงการจัดเวลา ระดับ และสถานะของระบบ หากสองรอบมีพฤติกรรมคนละแบบ การเฉลี่ยอาจสร้างรูปกลางที่ไม่มีรอบใดเกิดจริง การใช้ค่าเฉลี่ยเพื่อดูสัญญาณเล็กจึงต้องเริ่มจากตรวจการกระจายรายรอบ ไม่ใช่เปิดเฉลี่ยแล้วใช้ความเรียบเป็นหลักฐานว่าสัญญาณทุกครั้งเหมือนกัน

1. 1
   จัดเวลารอบ

   เลือกจุดอ้างอิงที่ทำให้ตำแหน่งสอดคล้องกับโจทย์

2. 2
   รวมค่า

   เฉลี่ยค่าที่ตำแหน่งเดียวกันจากหลายการรับ

3. 3
   ผลสุ่ม

   รบกวนอิสระค่าเฉลี่ยศูนย์ลดตาม1/√N

4. 4
   รักษาหลักฐาน

   เก็บรายรอบแยกเมื่อสนใจยอดหายากหรือการกระจายเวลา

ลดรบกวนอิสระได้ แต่ความต่างระหว่างรอบและจิตเตอร์อาจถูกผสม

รบกวนอิสระลดตามรากจำนวนรอบ

สมมติค่าที่เวลาเดียวกันของแต่ละรอบเป็นสัญญาณคงเดิมบวกเสียงรบกวนค่าเฉลี่ยศูนย์ที่เป็นอิสระและมีความแปรปรวนเท่ากัน เมื่อเฉลี่ย N รอบ ความแปรปรวนของค่าเฉลี่ยเหลือหนึ่งใน N และส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานเหลือหนึ่งใน √N สูตรนี้อธิบายการลดรบกวนสุ่มภายใต้สมมติฐาน ไม่ใช่การลดข้อผิดพลาดทั้งหมดของระบบวัด

ตัวอย่างสมมติรบกวนมีส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน 8 mV ที่ตำแหน่งหนึ่ง เมื่อเฉลี่ย 16 รอบจะคาดเหลือ 2 mV และ 64 รอบเหลือ 1 mV การเพิ่มรอบจาก 16 เป็น 64 ใช้ข้อมูลสี่เท่าแต่ลดขนาดรบกวนอีกเพียงครึ่งหนึ่ง จึงต้องชั่งกับเวลารวบรวมและโอกาสที่สัญญาณหรือสภาพแวดล้อมเปลี่ยนระหว่างนั้น

ออฟเซ็ตคงที่ไม่หายจากการเฉลี่ย และรบกวนที่สัมพันธ์กับทริกเกอร์อาจยังคงอยู่ เช่น รูปแทรกที่เกิดตำแหน่งเดิมทุกครั้ง การเห็นร่องหรือยอดคงเดิมหลังเฉลี่ยจึงไม่ได้พิสูจน์ว่าเป็นส่วนของวงจรเป้าหมายเสมอ อาจเป็นรบกวนที่เกิดซ้ำพร้อมระบบวัด ต้องเปลี่ยนเงื่อนไขที่เกี่ยวข้องอย่างควบคุมเพื่อแยกเหตุ

ตัวอย่างสมมติพัลส์ที่หายจากความสนใจ

ให้การรับ 100 รอบมีระดับปกติ 1.0 V ที่ตำแหน่งเวลาหนึ่ง แต่มีหนึ่งรอบเกิดยอด 2.0 V ณ ตำแหน่งนั้น ถ้าเฉลี่ยตรงตำแหน่งทุกครั้งจะได้ (99×1 + 2)/100 = 1.01 V ยอดที่สูงกว่าปกติ 1 V ถูกเจือจางให้เห็นเพียง 10 mV ในคลื่นเฉลี่ย การรายงานว่าไม่มียอดเกิน 1.02 V จากภาพเฉลี่ยจึงไม่รองรับเหตุการณ์แต่ละรอบ

ถ้ายอดผิดปกติเกิดเวลาเลื่อนกันในแต่ละรอบ รูปเฉลี่ยอาจกระจายเป็นส่วนยกกว้างแทนยอดแหลม แม้ค่าพลังงานของแต่ละรอบยังมีอยู่ การตีความส่วนกว้างนี้เป็นพัลส์ช้าจริงจะผิดชนิดข้อมูล ต้องตรวจแต่ละบันทึกหรือใช้วิธีแสดงการกระจายและเก็บเหตุการณ์ที่รองรับงานหายาก ไม่ใช้ค่าเฉลี่ยแทนการหาค่าสูงสุด

1. 1
   รอบปกติ

   99รอบมีค่า1.0 V

2. 2
   รอบผิดจากกลุ่ม

   หนึ่งรอบมียอด2.0 V

3. 3
   ค่าเฉลี่ย

   (99×1+2)/100=1.01 V

4. 4
   ข้อสรุป

   ภาพเฉลี่ยไม่รองรับคำว่าไม่มีรอบใดยอดเกิน1.02 V

ตัวอย่างสมมติที่ตำแหน่งเดียวกัน อีก99รอบเป็น1 V

ความตรงของเวลามีผลต่อขอบเฉลี่ย

ถ้าขอบของแต่ละรอบไต่เร็วแต่ตำแหน่งเวลาแกว่งรอบทริกเกอร์ การเฉลี่ยตำแหน่งเดียวกันจะผสมช่วงก่อนและหลังขอบ ทำให้คลื่นเฉลี่ยไต่ช้าลงได้ ขอบเฉลี่ยจึงรวมทั้งรูปร่างรายรอบและการกระจายเวลา ไม่ควรนำเวลาไต่จากภาพนี้ไปแทนเวลาไต่ของแต่ละพัลส์โดยไม่ตรวจจิตเตอร์

การจัดแนวขอบก่อนเฉลี่ยอาจช่วยศึกษารูปร่าง แต่ก็อาจลบข้อมูลความแปรผันเวลาที่เป็นเป้าหมายอีกโจทย์ ต้องบอกว่ามีการเลื่อนแต่ละคลื่นหรือไม่ หากต้องการวัดระยะหน่วงจากเหตุการณ์อ้างอิง การจัดให้ทุกขอบตรงกันโดยไม่เก็บค่าเลื่อนจะทำให้สิ่งที่ต้องการวัดหายไป การประมวลผลจึงต้องสอดคล้องกับปริมาณที่จะรายงาน

1. ตรวจคลื่นรายรอบก่อนว่ามีหลายรูปแบบหรือเหตุการณ์หายากหรือไม่
2. กำหนดจำนวนรอบและตำแหน่งอ้างอิงที่ทำให้ข้อมูลตรงกันตามโจทย์
3. เริ่มเฉลี่ยโดยเก็บค่าตั้งและจำนวนรอบที่รวบรวมจริง
4. เปรียบเทียบรบกวนก่อนหลังในช่วงสัญญาณคงที่เดียวกัน
5. เก็บตัวอย่างรายรอบหรือค่าสูงสุดแยกหากต้องตอบเรื่องยอดและความแปรผันด้วย

ข้อผิดพลาดจากการเฉลี่ยไม่ครบและการเปลี่ยนสภาวะ

เครื่องบางรุ่นแสดงค่าเฉลี่ยระหว่างกำลังสะสมก่อนครบจำนวนที่ตั้ง และบางรุ่นใช้การอัปเดตแบบต่อเนื่องตามกติกาเฉพาะ ต้องตรวจว่าภาพที่บันทึกมีจำนวนรอบจริงเท่าไร ไม่ใช้จำนวนที่สั่งแทนจำนวนที่ได้เสมอ หากหยุดเร็ว ค่ารบกวนอาจมากกว่าที่คาดจากจำนวนรอบเป้าหมายโดยไม่ใช่เครื่องทำงานผิด

ถ้าระดับต้นทางค่อย ๆ เปลี่ยนระหว่างสะสม ค่าเฉลี่ยเป็นการผสมหลายสภาวะ ไม่ใช่ระดับปัจจุบัน การเปลี่ยนภาระแล้วไม่ล้างการเฉลี่ยเดิมอาจทำให้รูปดูค่อย ๆ เคลื่อนไปทั้งที่การเปลี่ยนจริงเกิดทันที ต้องเริ่มชุดสะสมใหม่ตามการทดลองและจดเวลาที่เปลี่ยนเงื่อนไข ไม่ตีความเวลาปรับตัวของผลเฉลี่ยเป็นค่าคงตัวของวงจรโดยอัตโนมัติ

การเฉลี่ยไม่ได้แก้การคลิป ถ้าทุกรอบยอดถูกตัด ค่ากลางของยอดที่ตัดยังผิดอยู่ และการเฉลี่ยข้อมูลที่ alias แล้วก็ไม่รับรองว่าจะคืนความถี่จริง ต้องเตรียมสเกล แบนด์วิดท์ และอัตราสุ่มให้เหมาะก่อน การเลือกโหมดเฉลี่ยเป็นขั้นประมวลผลที่มีประโยชน์เมื่อข้อมูลต้นทางใช้ได้ ไม่ใช่เครื่องมือซ่อมทุกข้อจำกัดของการรับ

ตรวจสมมติฐานด้วยจำนวนรอบหลายระดับ

ใช้สัญญาณฝึกแรงดันต่ำรูปซ้ำ คงสเกลและหน้าต่างวัด แล้วเปรียบเทียบการกระจายเมื่อเฉลี่ยจำนวนรอบต่างกัน หากจาก 16 เป็น 64 รอบรบกวนไม่ลดใกล้แนวโน้มที่คาด อาจมีส่วนสัมพันธ์ ออฟเซ็ต ดริฟต์ หรือขอบการวัดอื่นเด่น ต้องตรวจสาเหตุ ไม่เพิ่มรอบต่อไปโดยเชื่อว่าจะลดถึงศูนย์แน่นอน

ผลส่งต่อควรระบุว่าคลื่นเป็นค่าเฉลี่ยกี่รอบ วิธีจัดเวลา และสิ่งที่เก็บแยกเพื่อป้องกันการซ่อนเหตุการณ์ ในตัวอย่างยอด 2 V หนึ่งในร้อยรอบ ควรรายงานยอดรายรอบควบคู่กับค่าเฉลี่ย 1.01 V เมื่อโจทย์เกี่ยวกับค่าสูงสุด ข้อมูลทั้งสองใช้ร่วมกันได้เมื่อบอกความหมายชัดและไม่ให้ภาพเฉลี่ยทำหน้าที่เกินขอบของมัน