高速平均模式提升了信噪比性能

新的高速平均模式利用硬件加速的信号平均来提高海洋SR2光谱仪的信噪比（SNR）。更好的信噪比带来了更高质量的光谱和更准确的结果。

高速平均模式（HSAM）是一项新的功能，为光谱仪用户提供了一种新的方法，可以极大地提高Ocean Insight光谱仪的信噪比。要利用HSAM为您的应用服务，您的光谱仪设置中必须有这些项目。

Ÿ 海洋SR2光谱仪。目前，HSAM仅适用于Ocean SR2，但在不久的将来，它将成为大多数Ocean Insight光谱仪的标准配置。

Ÿ OceanDirect软件开发者工具包。这个带有API的设备驱动平台提供对Ocean Insight光谱仪的控制，并允许用户为他们的应用编写定制的软件解决方案。

Ÿ 此外，你还需要OceanView，它是Ocean Insight光谱仪的基本桌面光谱软件。

在我们讨论HSAM的细节之前，让我们简单回顾一下信噪比，它的重要性，以及用户可以采取哪些步骤来提高他们测量中的信噪比。

关于信噪比（SNR）

最常见的与卓越光谱仪性能相关的标准是信噪比（SNR），它是光谱仪的平均信号水平（饱和发生前的最大信号水平）与RMS（均方根）噪声水平的比率。

SNR_ρ = (S - D)/σ_ρ

其中，SNR = 信号与噪声之比，S = 样品的平均强度（有光），D = 暗处（无光）的平均值，σ = 样本的标准偏差（有光），ρ = 像素数。

在管理信噪比时，最大限度地减少噪声水平可能特别具有挑战性。噪声是一种不可避免的物理现象，主要与光谱仪的电子装置有关，可能会产生问题。例如，由于噪声的随机性叠加在感兴趣的小信号上，非常接近噪声本底的信号光谱的测量精度会下降。相反，信噪比越高，光谱被不需要的噪声削弱的程度就越小--减少不确定性，提供更准确的结果。

在需要高精度的应用中进行测量时，优化信噪比至关重要--例如，某些吸光度浓度测量--特别是当探测器上的入射光线因低反射率、低透射率或其他限制入射光线或积分时间的类似因素而很低时。

提高信噪比性能

根据您的应用，可以通过调整光谱仪设置的各个部分来优化信噪比，包括增加光源强度，使用大直径光纤将更多的光带到样品上，以及增加检测器的积分时间（注意：如果没有热电冷却和其他措施，较长的积分时间会导致更多的噪音）。

(采取步骤使噪声最小化是提高信噪比的另一个策略，但这是一个细节丰富的问题，值得在以后的日子里发表自己的博文）。

信噪比也可以通过使用不同类型的信号平均化来改善。对于基于时间的平均化，信噪比将以所用光谱扫描数的平方根增加。例如，300:1的信噪比，如果对100次扫描进行平均，将变成3000:1。对于基于空间的平均化（盒式），信噪比将以平均化的像素数的平方根增加。

我们在这里的重点是信号平均化以提高信噪比，传统上是通过在主机上用软件对光谱进行平均化来实现。与Ocean SR2中的HSAM硬件加速平均能力相比，典型的平均技术需要更多的时间来计算同等数量的平均数。在给定的时间内，Ocean SR2与OceanDirect一起使用时，将执行更多的光谱平均，并在单位时间内产生更高的信噪比。这对于时间紧迫或实时的应用尤其重要，因为在这些应用中，必须非常迅速地做出高精确度的决定。

HSAM强大的硬件能力可以大大增强你现有应用的信噪比，并使以前似乎不现实的新应用成为可能。

考虑一下有HSAM和没有HSAM的海洋SR2光谱仪的信噪比差异。如果你把一个假设的Ocean SR2单个光谱的值与Ocean SR2结合OceanDirect和硬件加速平均进行比较，每秒的信噪比会提高3倍。

高速平均模式和触发功能

如果你对触发不熟悉，它是一种使光谱仪在用户定义的采集延迟过后开始采集周期的动作。虽然Ocean SR2有不同类型的触发，但我们对软件触发感兴趣，它是唯一支持HSAM的触发模式。

它的工作原理是这样的。触发器是由OceanDirect的命令在光谱仪内部启动的。(OceanView和OmniDriver也可以启动软件触发，但它们不支持HSAM）。整合周期由软件配置来设定，采集模式设定为高速平均模式。一旦有命令被发送到光谱仪，就会产生一个内部触发器，开始一个积分周期。然后HSAM将产生n个积分周期，光谱数据是n个积分周期中每个周期的光谱值的平均值。光谱数据在最后一个积分周期和一个特定的繁忙时间后可用。

关于利用HSAM的其他细节，请查阅技术说明。

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