原创 数据采集技术pk：同步采样如何完胜多路复用？

在工业自动化、科研测量和高端测试领域，数据采集系统的性能直接影响着测量结果的可靠性和系统的整体效能。随着应用场景的日益复杂，从简单的单通道测量到复杂的多通道同步采集，数据采集技术也在不断演进。其中，同步采样和多路复用采样作为两种主流。

一、同步采样

德思特Spectrum的所有采集和生成卡都采用完全同步设计，每个通道都有自己的独立输入/输出放大器和A/D转换器。

同步数字化仪设计：每个通道一个 ADC 和一个放大器

这种设计适用于2到16个通道的卡，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

与使用多路复用技术的标准卡相比，德思特Spectrum卡的这种更高级的设计具有许多优势：

• 同步采样采集卡为每个通道提供完整的采样率。
• 单个通道之间没有相位延迟。
• 由于独立的输入放大器，相邻通道之间的串扰最小。
• 可以直接比较采集值，无需插值。

同步采样在每个通道上同时采集一个样本

二、多路复用采样

多路复用采集卡为所有通道提供输入放大器，一个A/D转换器，并且通常只有一个放大器部分。由于多路复用器的限制，它用于慢速采样率，例如10kS/s到1MS/s。

多路复用采样使用单个 ADC 和单个放大器，并以扫描方式在通道之间切换

与同步采集卡相比，这种卡的设计和生产成本更低，因为它上面有更少的昂贵组件。与德思特Spectrum数字示波器等同步采样卡相比，这些卡通常有许多缺点：

1. 采集通道之间存在相位延迟（如红色所示）。
2. 最大采样率取决于活动通道的数量。
3. 数据表上显示的最大采样率只是总和采样率。每个ADC只以[采样率]/[活动通道数]的速度进行采样。
4. 由于所有信号都通过相同的活动组件，通道之间的串扰增加。
串扰导致以下问题：

• 信号失真：串扰会扭曲信号，使其失去原有的形状和特征，从而影响测量结果的准确性。
• 信噪比降低：串扰会引入额外的噪声，降低信号的信噪比，使信号更难被识别和分析。
• 系统性能下降：串扰会降低系统的整体性能，使其无法达到预期的测量精度和分辨率。

5. 多路复用数字示波器通常只能在只有一个通道处于活动状态时以全采样率运行。多路复用通道的最大总和采样率进一步受限。例如，竞争对手的产品可以在1个通道上以2MS/s的速度运行，或者在2个或更多通道上以1MS/s的总和采样率运行，这使得在2个通道模式下每个通道的采样率为500kS/s。

三、结论

综上所述，同步采样卡在性能和功能方面显著优于多路复用采集卡，这一优势在多个关键性能指标上得到充分体现。

德思特Spectrum作为测试测量领域的创新者，其全系列采集卡采用独特的全同步采样架构，每个通道配备独立的信号链路和A/D转换器，实现了真正的并行处理。这种设计不仅突破了传统多路复用架构的性能瓶颈，更为高精度、多通道的同步测量提供了理想的解决方案。