使用USB進行測試和測量的優(yōu)勢分析

USB由于具備下面幾個優(yōu)勢，從而成為使用者開發(fā)測試和測量測量應(yīng)用的簡單選擇。  

真正的即插即用：使用標(biāo)準(zhǔn)的低成本線纜簡單地將數(shù)據(jù)采集模塊和PC的USB端口相連。當(dāng)模塊插入時，PC會自動識別該模塊，并安裝必要的軟件來操作該模塊。這種連接方式極大地減少了啟動時間。



圖1：典型的應(yīng)用設(shè)置。

不再需要打開PC機箱來添加電路板、配置跳線開關(guān)和中斷設(shè)置、搜索正確的設(shè)備驅(qū)動程序或者重啟系統(tǒng)，而是簡單地將傳感器連接到模塊上就不用管了。幾分鐘內(nèi)，就可不斷獲取數(shù)據(jù)、溫度、壓力、聲音等任何所需信息。



圖2 ：未隔離的USB數(shù)據(jù)采集模塊在ESD、閃電、電源浪涌的時候可能損害系統(tǒng)并導(dǎo)致數(shù)據(jù)不正確。

更少地被PC的噪聲影響：USB數(shù)據(jù)采集模塊為噪聲敏感的測量應(yīng)用帶來性能優(yōu)勢。因為USB線纜通常長度是1至5米，I/O電路距離計算機的充滿電磁噪聲的主板和電源距離更遠，而距離要測量的傳感器更近。



圖3 ：隔離的USB數(shù)據(jù)采集模塊應(yīng)用。

全速和高速傳輸速率：具有USB1.1端口的計算機能夠從USB數(shù)據(jù)采集模塊輸入和輸出數(shù)據(jù)，傳輸速度最高達到12Mbps。這種全速速率對于數(shù)據(jù)流應(yīng)用很有用，能夠支持高達400KHz的數(shù)據(jù)采集速率。

對于高性能的應(yīng)用，必須確保PC有一個高速的USB2.0端口。憑借 USB2.0，就能夠在PC和USB數(shù)據(jù)采集模塊間以最高達480Mbps的速度傳輸數(shù)據(jù)。這種增加的帶寬允許同時執(zhí)行多路I/O操作，每路的流量速率可以高達500kHz，這種方式與PCI測量系統(tǒng)相似。




圖4：不恰當(dāng)?shù)倪B接單端輸入可能損害你的系統(tǒng)并導(dǎo)致不正確的測量結(jié)果。

節(jié)約成本：許多USB數(shù)據(jù)采集模塊包含可移除的終端模塊或BNC連接器，這些器件用來方便地處理所有的用戶I/O連接。這種設(shè)計不僅僅使用方便，而且節(jié)省成本，因為你不再需要購買可選的螺絲固定的終端配件。



圖5：正確的單端輸入連接。
便攜性：USB數(shù)據(jù)采集模塊體積很小，方便攜帶，這使得使用者甚至能把最復(fù)雜的的測試與測量應(yīng)用帶出實驗室，搬入現(xiàn)場。  

容易擴展：使用低成本的擴展集線器和USB線纜，最多能連接127個數(shù)據(jù)采集模塊到一個USB端口上。



圖6：差分輸入被隔離，通過提供未連到大地的參考地源點消除了共模電壓誤差。

可熱插拔：USB數(shù)據(jù)采集模塊能在計算機運行時安裝或移除。只是使用時插上設(shè)備，完成工作后拔出設(shè)備，不需要關(guān)計算機了。因為USB模塊能自己計數(shù)和自己識別，當(dāng)模塊插上后，設(shè)備驅(qū)動自動加載；當(dāng)設(shè)備拔出后，設(shè)備驅(qū)動自動卸載。

簡單的電源連接：USB數(shù)據(jù)采集模塊能通過USB總線或通過簡單連接到外部電源獲得供電。低耗電的模塊在5V電壓下吸收少于100mA的電流，可通過USB線纜獲得供電。自身供電的模塊在5V電壓下吸收高達500mA的電流，使用模塊自己的電源。

表1：不同分辨率的電壓范圍。