一、同步的概述

1、什么是同步

同時(shí)測(cè)量：操作同時(shí)發(fā)生，但無(wú)須嚴(yán)格同步；在一個(gè)系統(tǒng)中采集必須同時(shí)開始，嚴(yán)格同步；在多個(gè)系統(tǒng)中，多路采集要同時(shí)開始，嚴(yán)格同步。

2、同步測(cè)量

測(cè)量設(shè)備的開始相關(guān)性，前端設(shè)備開始后，后端設(shè)備同步啟動(dòng)測(cè)量

二、同步原理

1、共享一個(gè)主時(shí)基*和開始觸發(fā)

（1）共享一個(gè)時(shí)基：消除相差，允許一個(gè)主時(shí)基下的不同采集率

（2）共享開始觸發(fā)：確保任務(wù)同步開始

2、共享采樣時(shí)鐘

（1）定時(shí)的模擬和數(shù)字測(cè)量?jī)H在采樣時(shí)鐘新上升沿更新

（2）源自主時(shí)基的采樣時(shí)鐘或源自外部

三、多設(shè)備同步

1、同步總線

數(shù)據(jù)傳輸總線不能傳輸定時(shí)和同步信號(hào)；如果在設(shè)備間共享內(nèi)部信號(hào)，必須要建立同步總線，必須連接所有板卡，使其通過(guò)同步總線線纜同步。

2、PXI提供的定時(shí)和同步特性

（1）PXI觸發(fā)總線

 8TTL，觸發(fā)，時(shí)鐘以及握手信號(hào)

（2）系統(tǒng)參考時(shí)鐘

10 MHz TTL，鎖相環(huán) 偏差< 1 ns

（3）星型觸發(fā)總線

 每槽1條，星型結(jié)構(gòu)，等長(zhǎng)，無(wú)傳播延遲

3、PXI定時(shí)與同步特性的益處

 （1）實(shí)現(xiàn)同步的測(cè)量應(yīng)用

  —舉例:針對(duì)機(jī)器自動(dòng)化應(yīng)用，同步地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、運(yùn)動(dòng)控制以及圖像采集

 （2）提高測(cè)量精度

  —舉例:在激勵(lì)-響應(yīng)測(cè)試中，通過(guò)鎖相環(huán)將數(shù)字化儀的采樣時(shí)鐘鎖相至--個(gè)穩(wěn)定的參考時(shí)鐘

減少測(cè)試時(shí)間

  —舉例:通過(guò)DMM與矩陣開關(guān)的握手實(shí)現(xiàn)多個(gè)測(cè)試點(diǎn)的快速.切換和測(cè)試

4、多種基于PXI的同步

1、基于信號(hào)的多機(jī)箱同步方式

在系統(tǒng)定時(shí)槽位插入定時(shí)專用板卡，用更高精度的板載時(shí)鐘取代背板時(shí)鐘，板載TCXO,OCXO時(shí)鐘，精度達(dá)50ppb。

2、基于時(shí)間的多系統(tǒng)同步

NTP (網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議)：使用時(shí)間參考(通常是一個(gè)NTP服務(wù)器)在以太網(wǎng)上進(jìn)行時(shí)鐘同步的協(xié)議

IEEE 1588：自主的將所有的時(shí)鐘與Grandmaster時(shí)鐘進(jìn)行同步補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的傳輸延遲

GPS： 一個(gè)PPS信號(hào)只是每一秒輸出一個(gè)脈沖，并不包含特定的時(shí)間、日期或者是年的信息；一秒長(zhǎng)的幀包含秒、分鐘、日以及狀態(tài)信息

基于GPS的同步系統(tǒng)配置一：

GPS同步到主機(jī)，主機(jī)和從機(jī)通過(guò)電纜共享時(shí)鐘和觸發(fā)（PXI6050）

基于GPS的同步系統(tǒng)配置二：

GPS同步到主機(jī)，通過(guò)IEEE-1588在本地和其他從機(jī)共享時(shí)間（PXI6050）

基于GPS的同步系統(tǒng)配置三：（PXI6050）

5、需要同步的典型應(yīng)用案例

結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)（SHM）

 （1）在大型結(jié)構(gòu)/建筑的多個(gè)區(qū)域測(cè)量和記錄振動(dòng)（應(yīng)變）信號(hào)

 （2）在后續(xù)的處理需要分析數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性

 （3）10HZ帶寬的振動(dòng)信號(hào)要求大約毫秒級(jí)的同步

噪聲源定位

  （1）麥克風(fēng)陣列

  （2）多通達(dá)、分布式的同步采集

  （3）納秒級(jí)的同步需求和專用的定時(shí)硬件

電力網(wǎng)監(jiān)測(cè)

  （1）跨區(qū)域監(jiān)控電力質(zhì)量

  （2）—在眾多分布的區(qū)域中進(jìn)行采集和本地分析

  （3）數(shù)據(jù)同步精度達(dá)1-10毫秒