在測試與測量技術(shù)中，“同步”指進(jìn)程在時間上的對齊。當(dāng)兩臺測量設(shè)備同步運(yùn)行時，它們的時鐘保持完全一致——沒有時鐘滯后或超前。但為何同步如此重要？實(shí)踐中又如何實(shí)現(xiàn)？
缺乏同步的后果
假設(shè)您的時鐘慢了10分鐘卻渾然不知，會導(dǎo)致什么后果？可能錯過火車或上班遲到。這些問題源于時鐘未與準(zhǔn)確參考源同步。若時鐘與火車或工作場所的時鐘同步，就不會有此困擾。此外，日常時鐘本身存在誤差，會隨時間推移產(chǎn)生漂移。因此需不斷根據(jù)世界時間調(diào)整，避免偏差過大。為此，現(xiàn)代時鐘通常定期與更精確的時鐘（如原子鐘）同步。
測量技術(shù)同理。若測量設(shè)備未同步，可能引發(fā)嚴(yán)重問題：
- 不同設(shè)備記錄的數(shù)據(jù)無法對齊甚至漂移；
- 各設(shè)備測量啟動時間不一致，可能因事件過早發(fā)生而遺漏關(guān)鍵信息；
- 許多分析方法（如快速傅里葉變換FFT）依賴精確時間測量。若因未同步導(dǎo)致時間不準(zhǔn)確，分析結(jié)果將失真。
如何實(shí)現(xiàn)同步
一種直觀且簡單的同步方法是通過觸發(fā)信號。觸發(fā)信號可由外部源（如原子鐘）定期發(fā)送，各設(shè)備接收此信號后可避免時鐘漂移（因其固有誤差）。
通過時鐘觸發(fā)信號同步
但此方法的缺陷顯而易見：無法實(shí)現(xiàn)絕對時間標(biāo)定（如世界協(xié)調(diào)時UTC），因?yàn)闊o法確定觸發(fā)信號到達(dá)各設(shè)備的傳播時間。例如，某設(shè)備距觸發(fā)源遠(yuǎn)100米，信號到達(dá)時間便更長。
為此，精確時間協(xié)議（PTP）應(yīng)運(yùn)而生。該協(xié)議中，高精度的主時鐘（Grandmaster Clock）定期發(fā)送觸發(fā)信號，其他設(shè)備響應(yīng)并向主時鐘回傳自身時間信號。通過雙向通信可計(jì)算信號傳播時間并進(jìn)行補(bǔ)償，硬件精度成為唯一誤差源。硬件越精準(zhǔn)，時間同步越精確。
若需長距離或復(fù)雜地形下的同步，GNSS（全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)，如GPS）是理想替代方案。更多細(xì)節(jié)可參閱我們關(guān)于衛(wèi)星導(dǎo)航的博客文章。
除PTP與GNSS外，還有其他同步技術(shù)各具優(yōu)劣，例如IRIG（靶場儀器組）時間碼和PPS（秒脈沖）信號。
現(xiàn)代測量技術(shù)的可能性
DEWETRON專注于高精度測試測量技術(shù)的研發(fā)與制造。我們的設(shè)備支持多種同步方案，包括PTP、PPS、IRIG、TRION同步總線、多種IRIG時間碼及GNSS選項(xiàng)。表1概述了DEWETRON主要同步方案的關(guān)鍵信息，更多細(xì)節(jié)可參閱《同步白皮書》。
Tab. 1: Overview of DEWETRON’s synchronization options
DEWETRON測量系統(tǒng)采用模塊化高靈活設(shè)計(jì)。例如，使用TRION-VGPS-V3或TRION-TIMING-V3模塊可輕松集成GPS同步。此外，豐富模塊與選件可滿足多樣化需求。配套的OXYGEN軟件專為數(shù)據(jù)處理與評估優(yōu)化。
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