Glavni izzivi, s katerimi se sooča tehnologija optično izoliranih meritev, vključujejo natančnost meritev, ki je dovzetna za motnje iz okolja, omejitve pasovne širine pri delu z visoko-frekvenčnimi signali, visoke stroške proizvodnje in vzdrževanja ter operativne omejitve, ki jih postavljata velikost opreme in poraba energije.
I. Natančnost meritev je odvisna od okoljskih dejavnikov
Čeprav tehnologija optične izolacije učinkovito odpravlja-navadne motnje, ki jih povzročajo električne povezave, je lahko njena natančnost merjenja še vedno omejena z zunanjim okoljem:
Spremembe temperature in vlažnosti: komponente za optoelektronsko pretvorbo (kot so laserske diode in fotodetektorji) so občutljive na toplotni drift; nihanja temperature okolja lahko privedejo do premika ojačanja, kar vpliva na natančnost meritev enosmernega ali nizko{0}}frekvenčnega signala.
Ne-linearne napake: sam postopek optoelektronske pretvorbe že po naravi kaže ne-linearnost povečanja od ±0,5 % do 1 %. To zahteva kompenzacijo s periodično kalibracijo; v nasprotnem primeru bo v visoko-natančne aplikacije povzročilo znatne sistematične napake.
II. Ozka grla pasovne širine pri-merjenju visokofrekvenčnega signala
Čeprav lahko sodobne optično izolirane sonde dosežejo pasovne širine, ki presegajo 1 GHz, se še vedno soočajo s kompromisi glede zmogljivosti v izjemno-visokih-frekvenčnih scenarijih:
Pasovna širina običajnih izdelkov običajno pade znotraj 1 GHz-, kar je precejšnja vrzel v primerjavi z-pasivnimi sondami najvišje ravni (6 GHz). To lahko povzroči oslabitev frekvenčnega odziva med merjenjem 5G RF signalov ali hitrih-digitalnih signalov.
Hitrost optoelektronske modulacije in odziva omejujeta možnost natančne rekonstrukcije prehodnih signalov; zlasti pri zajemanju robov rasti-v nanosekundnem-razmerju-je treba narediti kompromis med pasovno širino in razmerjem-in-šumom (SNR).
III. Visoki stroški in ovire pri vzdrževanju
Visoki začetni stroški: optično izolirane sonde vključujejo laserske gonilnike, sisteme za nadzor temperature in visoko{0}}natančne optične komponente. Posledično je njihova cena običajno 3- do 5-krat višja od enakovrednih diferencialnih sond; začetni-modeli presegajo 10.000 RMB, medtem ko-višji modeli lahko dosežejo več sto tisoč RMB.
Kompleksno vzdrževanje: potrebna je občasna kalibracija optoelektronskega ojačanja in linearnosti. Poleg tega te sonde postavljajo stroge zahteve za delovno okolje (npr. izogibanje pretiranemu upogibanju kablov iz optičnih vlaken), kar povečuje dolgoročne-stroške lastništva.
IV. Omejitev velikosti in porabe energije na terenu
Zaradi potrebe po neodvisnih napajalnikih in zasnovah upravljanja toplote so sprednji-moduli po prostornini 3- do 5-krat večji od tradicionalnih sond. Pogosto tehtajo več kot 500 g, kar oteži prilagodljivo manipulacijo pri delu z gosto posejanimi PCB-ji ali v zaprtih prostorih. Polmer upogiba kabla iz optičnih vlaken mora presegati 30 mm; pretirano upogibanje lahko privede do oslabitve optičnega signala in s tem ogrozi stabilnost merjenja.
Vpogled v trende: Nova generacija optično izoliranih sond, ki jo poganja napredek na področju silicijevih fotonskih čipov in algoritmov za umerjanje- na osnovi umetne inteligence, se razvija proti višjim pasovnim širinam (ki že presegajo 2 GHz), kompaktnejšim faktorjem oblike in izboljšani inteligenci. V prihodnosti naj bi ta razvoj še zmanjšal ovire za njihovo uporabo.
