孔径时间实际问题应用

时序元件与动态约束

时序元件的孔径时间分别用时钟沿前的建立时间和时钟沿后的保持时间定义。正如静态约束限制我们使用在禁止区域外的逻辑电平，动态约束限制我们使用孔径时间处改变的信号。利用动态约束，我们可以认为时问是基于时钟周期的离散单元，正如我们将信号电平认为是离散的1和0。一个信号可以有毛刺，也可以在有限时间内反复振荡。

在面对真实的世界时。动态约束往往是不可能的满足。比如，考虑一个通过按钮输入的电路。一只猴子可能在时钟上升时按下了按钮。此时触发器捕获了一个0~1之间的值，这个值不可能稳定到一个正确的逻辑值，这种现象称为亚稳态。解决这种异步输入的方法是使用同步器，同步器产生非法逻辑值的概率非常小(但是不为0)。 2100433B

为了提高输入模拟信号的频带容量。我们可以使用采样器和保持器，以减少孔径时间。其原理介绍如下：

在采样时刻，将输入模拟信号的瞬时值存贮在电容上，这就保证在整个变换时间内都能保持不变。如图2所示，在采样时刻，缓冲放大器的输出通过阻抗Z_s对电容充电；一旦达到稳定状态，就将开关打开，以后根据保持在电容C上的电压进行数字化。这样，孔径时间就减小为采样开关动作时间和向电容器充电并稳定到规定的精度所需的时间。在用FET作采样开关时，这一时间很可能是100毫微秒或更少。

将模拟量转换为数字量是需要时间的，在没有采样保持器的系统中，这就是数模转换器的转换时间。如果在系统中采用采样保持器，则由于从采样到保持状态，开关动作不能是瞬时的，在采样保持放大器的输出端就出现时间上的不确定，这段时间称为孔径时间。因为在这段时间“窗孔”范围内，从模拟量输入系统能看到输入信号。在应用实例中，如输入信号相对于时间的关系很重要的话，则在这时间内如果输入信号明显地变化时，孔径时间的有限宽度就会带来误差。这种误差或者表现为给定测量瞬时下信号瞬时值的误差，或者表现为绘乏信号瞬时值下进行测量的时间误差，如图1所示。

在模拟量输入通道中，数模转换器将模拟信号转换成数字量需要一定的时间，完成一次数模转换所需的时间称为孔径时间。孔径时间与数模转换器的类型有关，并行比较型一般在几十纳秒，逐次比较型在几十微秒，双积分型在几十毫秒数量级。孔径时间也常常称为转换时间。

1996年，经全国科学技术名词审定委员会审定发布。

1997年，经全国科学技术名词审定委员会审定发布。

数值孔径简写N_A，数值孔径是物镜和聚光镜的主要技术参数，是判断两者（尤其对物镜而言）性能高低的重要标志。其数值的大小，分别标科在物镜和聚光镜的外壳上。

数值孔径（N_A）是物镜前透镜与被检物体之间介质的折射率（h）和孔径角（u）半数的正玄之乘积。用公式表示如下：NA=n·sina/2

显微镜观察时，若想增大N_A值，孔径角是无法增大的，唯一的办法是增大介质的折射率h值。基于这一原理，就产生了水浸系物镜和油浸物镜，因介质的折射率h值大于一，N_A值就能大于一。

数值孔径最大值为1.4，这个数值在理论上和技术上都达到了极限。目前，有用折射率高的溴萘作介质，溴萘的折射率为1.66，所以N_A值可大于1.4。

这里必须指出，为了充分发挥物镜数值孔径的作用，在观察时，聚光镜的N_A值应等于或略大于物镜的N_A值。

数值孔径与其他技术参数有着密切的关系，它几乎决定和影响着其他各项技术参数。它与分辨率成正比，与放大率成正比，与焦深成反比，N_A值增大，视场宽度与工作距离都会相应地变小。