在工業(yè)自動(dòng)化、科研測(cè)量和高端測(cè)試領(lǐng)域，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的性能直接影響著測(cè)量結(jié)果的可靠性和系統(tǒng)的整體效能。隨著應(yīng)用場(chǎng)景的日益復(fù)雜，從簡(jiǎn)單的單通道測(cè)量到復(fù)雜的多通道同步采集，數(shù)據(jù)采集技術(shù)也在不斷演進(jìn)。其中，同步采樣和多路復(fù)用采樣作為兩種主流。

一、同步采樣

德思特Spectrum的所有采集和生成卡都采用完全同步設(shè)計(jì)，每個(gè)通道都有自己的獨(dú)立輸入/輸出放大器和A/D轉(zhuǎn)換器。

同步數(shù)字化儀設(shè)計(jì)：每個(gè)通道一個(gè) ADC 和一個(gè)放大器

這種設(shè)計(jì)適用于2到16個(gè)通道的卡，甚至16通道16位采集卡（例如TS-M2i.47xx系列）。

德思特SpectrumTS-M2i.47xx系列

與使用多路復(fù)用技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)卡相比，德思特Spectrum卡的這種更高級(jí)的設(shè)計(jì)具有許多優(yōu)勢(shì)：

同步采樣采集卡為每個(gè)通道提供完整的采樣率。

單個(gè)通道之間沒有相位延遲。

由于獨(dú)立的輸入放大器，相鄰?fù)ǖ乐g的串?dāng)_最小。

可以直接比較采集值，無需插值。

?同步采樣在每個(gè)通道上同時(shí)采集一個(gè)樣本

二、多路復(fù)用采樣

多路復(fù)用采集卡為所有通道提供輸入放大器，一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器，并且通常只有一個(gè)放大器部分。由于多路復(fù)用器的限制，它用于慢速采樣率，例如10kS/s到1MS/s。

?多路復(fù)用采樣使用單個(gè)?ADC?和單個(gè)放大器，并以掃描方式在通道之間切換

與同步采集卡相比，這種卡的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)成本更低，因?yàn)樗厦嬗懈俚陌嘿F組件。與德思特Spectrum數(shù)字示波器等同步采樣卡相比，這些卡通常有許多缺點(diǎn)：

采集通道之間存在相位延遲（如紅色所示）。

最大采樣率取決于活動(dòng)通道的數(shù)量。

數(shù)據(jù)表上顯示的最大采樣率只是總和采樣率。每個(gè)ADC只以[采樣率]/[活動(dòng)通道數(shù)]的速度進(jìn)行采樣。

多路復(fù)用數(shù)字示波器通常只能在只有一個(gè)通道處于活動(dòng)狀態(tài)時(shí)以全采樣率運(yùn)行。多路復(fù)用通道的最大總和采樣率進(jìn)一步受限。例如，競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的產(chǎn)品可以在1個(gè)通道上以2MS/s的速度運(yùn)行，或者在2個(gè)或更多通道上以1MS/s的總和采樣率運(yùn)行，這使得在2個(gè)通道模式下每個(gè)通道的采樣率為500kS/s。

由于所有信號(hào)都通過相同的活動(dòng)組件，通道之間的串?dāng)_增加。
串?dāng)_導(dǎo)致以下問題：

信號(hào)失真：串?dāng)_會(huì)扭曲信號(hào)，使其失去原有的形狀和特征，從而影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

信噪比降低：串?dāng)_會(huì)引入額外的噪聲，降低信號(hào)的信噪比，使信號(hào)更難被識(shí)別和分析。

系統(tǒng)性能下降：串?dāng)_會(huì)降低系統(tǒng)的整體性能，使其無法達(dá)到預(yù)期的測(cè)量精度和分辨率。

三、結(jié)論

綜上所述，同步采樣卡在性能和功能方面顯著優(yōu)于多路復(fù)用采集卡，這一優(yōu)勢(shì)在多個(gè)關(guān)鍵性能指標(biāo)上得到充分體現(xiàn)。

德思特Spectrum作為測(cè)試測(cè)量領(lǐng)域的創(chuàng)新者，其全系列采集卡采用獨(dú)特的全同步采樣架構(gòu)，每個(gè)通道配備獨(dú)立的信號(hào)鏈路和A/D轉(zhuǎn)換器，實(shí)現(xiàn)了真正的并行處理。這種設(shè)計(jì)不僅突破了傳統(tǒng)多路復(fù)用架構(gòu)的性能瓶頸，更為高精度、多通道的同步測(cè)量提供了理想的解決方案。

審核編輯 黃宇