Galvenās problēmas, ar kurām saskaras optiski izolēta mērīšanas tehnoloģija, ir mērījumu precizitāte, kas ir pakļauta vides traucējumiem, joslas platuma ierobežojumi, strādājot ar augstas-frekvences signāliem, augstas ražošanas un uzturēšanas izmaksas, kā arī darbības ierobežojumi, ko nosaka iekārtas izmērs un enerģijas patēriņš.
I. Mērījumu precizitāte ir pakļauta vides faktoriem
Lai gan optiskās izolācijas tehnoloģija efektīvi novērš parastos{0}}režīmu traucējumus, ko izraisa elektriskie savienojumi, tās mērījumu precizitāti joprojām var ierobežot ārējā vide:
Temperatūras un mitruma izmaiņas: optoelektroniskās pārveidošanas komponenti (piemēram, lāzerdiodes un fotodetektori) ir jutīgi pret termisko novirzi; apkārtējās vides temperatūras svārstības var izraisīt pastiprinājuma novirzi, tādējādi ietekmējot līdzstrāvas vai zemas{0}}frekvences signālu mērījumu precizitāti.
Nelineāras kļūdas: pats optoelektroniskais konversijas process pēc būtības uzrāda pieauguma ne{1}}linearitāti no ±0,5% līdz 1%. Tam nepieciešama kompensācija ar periodisku kalibrēšanu; pretējā gadījumā tas ieviesīs būtiskas sistemātiskas kļūdas augstas{5}precizitātes lietojumprogrammās.
II. Joslas platuma šķēršļi augstas-frekvences signālu mērīšanā
Lai gan mūsdienu optiski izolētās zondes var sasniegt joslas platumu, kas pārsniedz 1 GHz, tās joprojām saskaras ar veiktspējas kompromisiem ultra-augstas{2}}frekvences scenārijos:
Galveno produktu joslas platums parasti ir 1 GHz robežās,{1}}tā ir ievērojama atšķirība salīdzinājumā ar augstākā līmeņa pasīvajām zondēm (6 GHz). Tas var izraisīt frekvences reakcijas vājināšanos 5G RF signālu vai ātrdarbīgu digitālo signālu{6}}mērīšanas laikā.
Optoelektroniskās modulācijas un reakcijas ātrums ierobežo spēju precīzi rekonstruēt pārejas signālus; jo īpaši, tverot nanosekundes-mēroga pieauguma malas, ir jāveic kompromiss starp joslas platumu un signāla -pret-trokšņu attiecību (SNR).
III. Augstas izmaksas un uzturēšanas šķēršļi
Augstas sākotnējās izmaksas: optiski izolētās zondēs ir integrēti lāzera draiveri, temperatūras kontroles sistēmas un augstas -precizitātes optiskie komponenti. Līdz ar to to cena parasti ir 3 līdz 5 reizes augstāka par līdzvērtīgām diferenciālām zondēm; sākuma-līmeņa modeļi pārsniedz 10 000 RMB, savukārt augstākās klases{7}}modeļi var sasniegt simtiem tūkstošu RMB.
Kompleksā apkope: ir nepieciešama periodiska optoelektroniskā pastiprinājuma un linearitātes kalibrēšana. Turklāt šīs zondes nosaka stingras prasības darbības videi (piemēram, izvairoties no pārmērīgas optisko šķiedru kabeļu saliekšanas), kas palielina ilgtermiņa īpašumtiesību izmaksas.
IV. Izmēra un enerģijas patēriņa ierobežojuma lauka piemērojamība
Tā kā ir nepieciešami neatkarīgi barošanas avoti un siltuma pārvaldības modeļi, priekšējie{0}}moduļi pēc tilpuma ir 3–5 reizes lielāki nekā tradicionālajām zondēm. Tie bieži sver vairāk nekā 500 g, padarot elastīgu manipulāciju sarežģītu, strādājot ar blīvi apdzīvotiem PCB vai slēgtās telpās. Optiskās šķiedras kabeļa lieces rādiusam jābūt lielākam par 30 mm; pārmērīga liece var izraisīt optiskā signāla vājināšanos, tādējādi apdraudot mērījumu stabilitāti.
Ieskats par tendencēm: Silīcija fotonikas mikroshēmu un mākslīgā intelekta{0}}balstīta kalibrēšanas algoritmu sasniegumu rezultātā jaunas paaudzes optiski izolētas zondes attīstās, lai sasniegtu lielāku joslas platumu (jau pārsniedz 2 GHz), kompaktākus formas faktorus un uzlabotu intelektu. Paredzams, ka nākotnē šīs norises vēl vairāk samazinās šķēršļus to piemērošanai.
