为增大仪器可丈量的规模(动态规模)，绝大多数丈量仪器都会设置多个量程，以满意不同状况下丈量不同大小信号的需求。当运用大量程测验小信号时会有什么成果呢?许多人答复会形成差错增大，但往往说不上来原因，今日咱们将会带咱们深化讨论一下这样运用带来的影响和原因。
许多人以为大量程可丈量的规模很大，大小信号都能够统筹，因而在许多状况下都优先挑选较大的量程进行丈量，或许不注意挑选，直接默认设置，如此运用时，仪器丈量的值仍然能正常显现，看起来数值也好像还算精确。那究竟这样运用有什么问题呢，下面以一台功率分析仪来举例。
精度算法解密
图1 所示是致远电子PA8000和PA5000功率分析仪5A功率板卡的丈量精度，咱们以此为例。在给出的精度值中，仪器的精度目标标明为“%读数+%量程”，绝大多数丈量设备亦是这样标明的，以45-66Hz的频率段来说，PA8000精度为“0.01%+0.03%”，PA5000精度为0.10%+0.05%，这意味着运用1000V量程丈量800V的信号时，最坏状况下PA8000差错为0.01%*800V+0.03%*1000V=0.38V，PA5000为1.3V，关于800V的信号这样的差错微乎其微。可是假如运用1000V量程丈量10V信号，PA8000最大差错为0.301V，而PA5000将到达0.51V，这样的差错相关于10V信号来说已比较大。关于运用者来说考虑的是丈量值与实践值之间的差错，可是关于丈量仪器来说大量程时的固有差错将会使其丈量小信号时的差错明显添加，可能会带来运用者不期望看到的成果。
图 1 致远PA8000/PA5000功率分析仪5A功率板卡精度表
ADC量化差错影响
呈现这种状况的原因首要是由丈量设备内部的ADC发生的量化差错引起的，假定丈量设备内部包括一个11位的ADC，ADC共有211=2048个有用位，在1000V的量程(峰峰值)下，考虑最大±1000V的输入共2048个有用位，则因为不行避免的噪声的影响，ADC每跳动一个最小单位1LSB，发生的量化差错大约会有2000V/2048≈1V。假如运用该量程丈量10.3V这样的信号，很显然单次ADC取样的最小分辨率已无法辨认0.3V这样刻度(在图 2的量化暗示图中0.3V处在两个刻度中心)，当然无法测得正确的值。假如无规则噪声的峰值能大于1LSB时，屡次采样取平均值后能够进步丈量体系的有用位数，但这样的要素不在咱们考虑的规模之内。
这样说来好像高位数的ADC可明显下降量化差错，但惋惜的是高位数和高采样率是一个对立，因为高带宽会带来更高的噪声，一起在现有的ADC制造工艺和架构的约束之下，高采样率的ADC很难一起做到高有用位数。如咱们的PA8000和PA5000期望在5MHz的带宽下供给2Mbps的采样率，如此高的带宽状况下将难以把有用位数进步到18位以上，因而咱们的PA8000运用了18位、2Mbps采样率的ADC来削减量化差错。
图 2 量化暗示图
前端模仿电路的噪声、失调影响
另一个不行忽视的问题是模仿电路自身所带来的噪声、失谐和增益差错的影响，如图 3所示简化的电压丈量电路，第一张图为1000V量程的丈量通路，最高输入电压1000V时经过衰减电路会输出1V电压，扩大电路不扩大，跟从电压后送入ADC进行采样。假如输入10V时衰减电路只能输出0.01V的电压，首要如此小的信号叠加噪声后会对信号自身发生很大影响，其次因为扩大电路(运放)的失谐和增益差错的影响，哪怕只发生0.1mV的失谐和增益差错都会对0.01V的有用信号发生很大的差错。在仪器的出厂前会对这些差错进行校准以消除固有的差错，不过因运用过程中温度和老化的影响这些值会发生变化，在标明仪器的精度目标时会留有必定的余量以确保仪器处在可确保的精度内，可是假如用大量程去丈量小信号时温度和老化发生的影响将无法得到确保。
在丈量较小信号时应运用图 3 第二张所示的电路，首要衰减电路进行较小倍数的衰减，10V输入时衰减电路输出0.1V，然后扩大电路将有用信号扩大10倍到1V送入ADC取样。这样的处理方法将会明显削减噪声、失谐和增益差错的影响，在包括小量程的丈量设备中通常会选用这样的方法或等效的方法进行处理。
