|
現今，PC普遍采用了USB作為外設總線，而儀器制造商也推出了大量基于USB的數據采集產品。目前市場上可以購買到價位從50至2495美元之間的各種USB數據采集模塊，而且取樣率達到500ks/s。由于USB2.0版本的出現，USB總線不會像早期那樣限制吞吐量而使產品在較低取樣率下工作了。由于RS-232端口逐漸被取消，手持數字萬用表也正在向USB接口轉移（圖）。 圖數字萬用表通過USB接口連接到PC上 首批USB儀器出現時，Windows尚未確定是否支持該技術。微軟公司的Windows98第二版開始支持USB，但是直到Windows2000時，USB才開始發展并成熟起來。現在，許多USB數據采集產品需要Windows2000或WindowsXP的支持。 早期的USB儀器通過12Mb/s 的USB1.1與PC連接，使吞吐量限制在100ks/s和16位的分辨率。而運行在高速（480Mb/s）USB2.0技術下的數據采集模塊，例如DataTranslation的DT9834和Keithley的KUSB-3116數據采集模塊，卻具有在8通道下高達500ks/s和16位分辨率的吞吐量，可以用于控制模擬和數字輸出。 由于USB提供即插即用的功能，對于快速測量應用來說是相當的方便，而并不需要額外的模擬電路。USB儀器具有非常強大的靈活性，只要你在每臺筆記本或者臺式機安裝上驅動器，就可以使USB儀器應用在每臺計算機上。事實上，USB受到了廣泛人士的歡迎，包括教師、工程師和科學工作者。NI公司數采軟件產品市場工程師C.Anderson說：“教師喜歡它的快速測量能力。利用USB的學生不必更多地了解各種基于PC的儀器，他們可集中注意力收集和分析與其有關項目的數據。” 汽車業界同樣贊賞USB。Roehrig工程公司軟件研發總監D.Gerard介紹到，在工作時他們為每個吸震器的測力計和懸置彈簧分級器配備一塊數據采集模塊。在普遍使用基于USB技術的數據采集器以前，他使用一塊PC插卡和一根笨重的電纜將模擬信號從計算機連接到測力計。而在使用USB模塊之后，卻變得相當的方便和簡單。現在只要用一臺筆記本電腦和公司的軟件去查詢和控制測力計的數據，就完成測量了。 為了方便用戶收集數據而無需編寫程序，USB數據采集模塊的制造商提供用于收集和存儲數據的數據采集軟件。IOtech公司還增加了脫機數據分析和作圖軟件。一般來說，對于獨立（stand-alone）的軟件，付費越多效益越高，但是Dataq儀器公司卻提供了一種靈巧的數據采集程序，而它只需要50美元。 但USB并非對所有應用都適用。某些工程師質疑它在生產環境下的可靠性。USB電纜的連接器容易松脫，另外，USB電纜本身不如IEEE488電纜那樣牢靠，由于信號的反射使它的長度要比以太網電纜短，USB規范限制它的電纜長度不超過5m。沿USB電纜傳輸的位元能夠在USB1.1的模塊與主機PC之間以12Mb/s(即全速)的速度傳輸，或者在USB2.0規范下，主機PC、儀器和全部集線器之間會以480Mb/s（即高速）高速運動。應該注意到的是，某些聲稱遵循USB2.0的產品，它們可能與遵循USB2.0的端口通信，但卻只有USB1.1的速度而不是480Mb/s。NI公司Anderson稱，當前NI所有的USB數據采集產品都在全速下運行，但是端口與USB2.0規范兼容。工程師需要查閱儀器的數據表，才能知道是否可在高速下運行。 雖然USB使PC不再需要模擬電路并且更靠近被測源，但如果沒有正確連接到信號上，則仍然會遇到麻煩，那就是接地回路引起的干擾可能產生測量誤差。如果USB儀器使用電池供電的筆記本PC，就不會產生這種問題。但反之，如果使用交流電源供電，則可能通過電源線引入接地回路。 此外，USB電纜供給外圍器件的5V電源可能不夠滿足數據采集模塊所控制的器件所需的功率。例如，多功能數據采集模塊具有數字I/O線，而且數字I/O模塊的I/O線會多至96條。因此，由于USB的功率有限，則可能不能用數字輸出提供電流。或者得到的電流不能滿足應用要求。最好獲得足夠的電流將數字輸出用來吸收外部電源。 隨著目前USB產品的應用越來越廣泛，USB總線開始被作為儀器總線的幾種首選總線之一。而剩下的工作就是，如何將不同制造商的USB儀器整合在自動測量系統中一起工作。 |
