時間解像度

時間分解能（TR ）は、時間に関する測定の離散分解能を指します。これは、同じ場所を再訪してデータを取得するのに必要な時間として定義されます。リモートセンシングに適用する場合、この時間量は、センサープラットフォームの軌道特性とセンサー自体の機能によって影響を受けます。再訪遅延が大きい場合は時間分解能が低くなり、逆の場合も同様です。時間分解能は通常、日数で表されます。^[1]

ハイゼンベルクの不確定性原理により、測定の時間分解能と空間分解能の間にはトレードオフの関係がしばしば存在します。粒子物理学などの一部の分野では、このトレードオフは光の速度が有限であることと、情報を運ぶ光子が観測者に到達するまでに一定の時間がかかるという事実に起因すると考えられます。この間に、システム自体が変化を遂げている可能性があります。したがって、光が移動する距離が長くなるほど、時間分解能は低くなります。

別の文脈では、時間分解能とコンピュータのストレージの間にトレードオフが存在することがよくあります。トランスデューサーは1ミリ秒ごとにデータを記録できる場合がありますが、^{[2] [3] [4] 、使用可能なストレージがこれを許可しない場合があり、4D} PETイメージングの場合、解像度は数分に制限される可能性があります。^[5]

一部のアプリケーションでは、時間分解能は、たとえばテレビの サンプリング周期、またはその逆数であるリフレッシュ レート、またはヘルツ単位の更新周波数と同等とみなされることがあります。

時間解像度は時間不確実性とは異なります。これは、画像解像度と光学解像度を混同するのと似ています。一方は離散的であり、もう一方は連続的です。

時間解像度は、画像の「空間」解像度の「時間」の双対のような解像度です。同様に、サンプル レートはディスプレイ画面のピクセル ピッチに相当し、ディスプレイ画面の光学解像度は時間的不確実性に相当します。

空間と時間も互いに直交していますが、この形式の画像空間解像度と時間解像度は測定解像度と直交していることに注意してください。画像とオシロスコープのキャプチャはどちらも測定解像度を持っているため、どちらも 信号対雑音比を持つことができます。

オシロスコープは時間的に顕微鏡に相当するもので、顕微鏡が光学解像度によって制限されるのと同じように、時間的不確実性によって制限されます。デジタル サンプリング オシロスコープにも、画像解像度に類似した制限、つまりサンプル レートがあります。非デジタル非サンプリング オシロスコープも、時間的不確実性によって制限されます。

時間的不確実性は、オシロスコープが応答できる連続信号の最大周波数に関係します。これは帯域幅と呼ばれ、ヘルツで表されます。ただし、オシロスコープの場合、この数値は時間分解能ではありません。混乱を避けるために、オシロスコープの製造元は、時間分解能を指定するのに「Hz」ではなく「Sa/s」を使用します。

オシロスコープには、プローブの安定時間が実時間のサンプリング レートよりはるかに短い場合と、はるかに長い場合の 2 つのケースがあります。安定時間がサンプリング時間と同じ場合、オシロスコープでは通常は望ましくありません。どちらにしても、比率を大きくするか、そうでない場合は 2 つのサンプル期間よりいくらか長くするのが一般的です。

最も典型的なケースである、それよりはるかに長い場合、それが時間分解能を左右します。整定時間中の応答の形状も時間分解能に強い影響を及ぼします。このため、プローブ リードは通常、最小の整定時間と最小のオーバーシュートの間のトレードオフを変更するためにリードを「補正」する配置を提供します。

非常に短い場合、オシロスコープは無線周波数干渉によるエイリアシングの影響を受けやすくなりますが、繰り返し信号を繰り返しサンプリングし、結果を平均化することでエイリアシングを除去できます。「トリガー」時間とサンプル クロックの関係をサンプリング時間よりも高い精度で制御できる場合は、平均化の前に各レコードをアップサンプリングすることで、サンプル期間よりもはるかに高い時間分解能で繰り返し波形を測定できます。この場合、時間的な不確実性はクロックジッタによって制限される可能性があります。