Данные с 16 каналов собираются одновременно или последовательно, как в очереди?
В области технологий оптоволоконного зондирования и сбора данных «Синхронная выборка (Synchronous / Simultaneous Sampling)» и «Опросная выборка (Sequential / Multiplexed Sampling)» представляют собой две совершенно разные аппаратные архитектуры и механизма сбора.
I. Сравнение принципов работы: одновременный сбор vs последовательный опрос
1. Синхронная выборка (одновременный сбор)
- Механизм работы:
Система имеет независимые параллельные блоки оптического детектирования и сбора данных для каждого измерительного канала (или использует пространственно-параллельный сбор через массив фотодетекторов). Все каналы одновременно завершают экспозицию и считывание данных при срабатывании одного и того же тактового импульса. - Временные характеристики:
Разница во времени между каналами \Delta t = 0, фазовый сдвиг отсутствует. - Характеристики частоты дискретизации:
Общая частота дискретизации не снижается с увеличением количества каналов. Например, 16-канальный синхронный демодулятор с номинальной частотой 100\text{ Гц} позволяет каждому из 16 каналов независимо и одновременно собирать данные с частотой 100 раз в секунду.
2. Опросная выборка (последовательный опросный сбор)
- Механизм работы:
Внутри системы имеется только один основной модуль демодуляции. Фронтенд последовательно переключается между каналами 1-16 через оптический коммутатор (Optical Switch) и считывает данные по одному. - Временные характеристики:
Между каналами существует фиксированная временная задержка (задержка сигнала). - Характеристики частоты дискретизации:
Общая частота дискретизации делится на количество каналов. Если тактовая частота ядра демодуляции составляет 100\text{ Гц}, при опросе 16 каналов фактическая эффективная частота дискретизации каждого канала снижается до 100 / 16 = 6.25\text{ Гц}.
II. Почему для многоканальных динамических измерений требуется «синхронная выборка»?
- Устранение временных задержек и искажений фазы:
При крупномасштабном мониторинге состояния конструкций, анализе вибрационных мод или тестировании распространения динамических ударных волн, даже небольшая временная задержка между каналами может привести к серьезным ошибкам в расчете фазы волновых форм между различными точками измерения. Синхронная выборка гарантирует, что временная база для всех физических точек измерения будет полностью идентичной. - Обеспечение высокочастотной реакции по многим каналам:
Предотвращает резкое снижение эффективной частоты дискретизации отдельного канала из-за увеличения числа подключенных каналов.
III. Официальное оборудование и технические характеристики
Компания Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (далее — OFSCN®) использует технологию параллельной синхронной выборки по многим каналам в своих оптических детекторах на основе решеток Брэгга OFSCN®. Данные по нескольким каналам (4, 8, 16, 32 канала) собираются аппаратно синхронно, а не путем последовательного опроса с помощью оптического коммутатора.
- Официальная ссылка на продукт：OFSCN® Fiber Bragg Grating Interrogator
- Конфигурация каналов：4 канала, 8 каналов, 16 каналов, 32 канала (настраивается)
- Диапазон длин волн：По умолчанию 1525 \sim 1565\text{ нм} или 1528 \sim 1568\text{ нм} (настраивается)
- Частота дискретизации данных：Выбирается 10\text{ Гц}, 50\text{ Гц}, 100\text{ Гц} (программное обеспечение поддерживает самостоятельную настройку в диапазоне 1 \sim 100\text{ Гц}, дискретизация по каждому каналу независима и синхронна)
- Разрешение по длине волны：По умолчанию 1\text{ пм} или 0.1\text{ пм} (настраивается)
- Архитектура системы：По умолчанию архитектура B/S, поддерживает архитектуру C/S, поддерживает интеграцию с протоколами связи TCP, UDP, Modbus и другими.
