使用USB进行测试和测量的优势分析

USB由于具备下面几个优势，从而成为使用者开发测试和测量测量应用的简单选择。  

真正的即插即用：使用标准的低成本线缆简单地将数据采集模块和PC的USB端口相连。当模块插入时，PC会自动识别该模块，并安装必要的软件来操作该模块。这种连接方式极大地减少了启动时间。



图1：典型的应用设置。

不再需要打开PC机箱来添加电路板、配置跳线开关和中断设置、搜索正确的设备驱动程序或者重启系统，而是简单地将传感器连接到模块上就不用管了。几分钟内，就可不断获取数据、温度、压力、声音等任何所需信息。



图2 ：未隔离的USB数据采集模块在ESD、闪电、电源浪涌的时候可能损害系统并导致数据不正确。

更少地被PC的噪声影响：USB数据采集模块为噪声敏感的测量应用带来性能优势。因为USB线缆通常长度是1至5米，I/O电路距离计算机的充满电磁噪声的主板和电源距离更远，而距离要测量的传感器更近。



图3 ：隔离的USB数据采集模块应用。

全速和高速传输速率：具有USB1.1端口的计算机能够从USB数据采集模块输入和输出数据，传输速度最高达到12Mbps。这种全速速率对于数据流应用很有用，能够支持高达400KHz的数据采集速率。

对于高性能的应用，必须确保PC有一个高速的USB2.0端口。凭借 USB2.0，就能够在PC和USB数据采集模块间以最高达480Mbps的速度传输数据。这种增加的带宽允许同时执行多路I/O操作，每路的流量速率可以高达500kHz，这种方式与PCI测量系统相似。




图4：不恰当的连接单端输入可能损害你的系统并导致不正确的测量结果。

节约成本：许多USB数据采集模块包含可移除的终端模块或BNC连接器，这些器件用来方便地处理所有的用户I/O连接。这种设计不仅仅使用方便，而且节省成本，因为你不再需要购买可选的螺丝固定的终端配件。



图5：正确的单端输入连接。
便携性：USB数据采集模块体积很小，方便携带，这使得使用者甚至能把最复杂的的测试与测量应用带出实验室，搬入现场。  

容易扩展：使用低成本的扩展集线器和USB线缆，最多能连接127个数据采集模块到一个USB端口上。



图6：差分输入被隔离，通过提供未连到大地的参考地源点消除了共模电压误差。

可热插拔：USB数据采集模块能在计算机运行时安装或移除。只是使用时插上设备，完成工作后拔出设备，不需要关计算机了。因为USB模块能自己计数和自己识别，当模块插上后，设备驱动自动加载；当设备拔出后，设备驱动自动卸载。

简单的电源连接：USB数据采集模块能通过USB总线或通过简单连接到外部电源获得供电。低耗电的模块在5V电压下吸收少于100mA的电流，可通过USB线缆获得供电。自身供电的模块在5V电压下吸收高达500mA的电流，使用模块自己的电源。

表1：不同分辨率的电压范围。