USB儀器將成測(cè)量?jī)x器主流
種應(yīng)用軟件:EasyScope用于數(shù)字示波器,EasyLogger用于數(shù)據(jù)采集。DS1M12具備數(shù)字示波器、數(shù)據(jù)記錄器、頻譜分析儀、數(shù)字電壓表、頻率計(jì)、任意波形發(fā)生器等多種功能。在Windows操作系統(tǒng)下可下載第三方的應(yīng)用軟件,使用最通用的LabVIEW編程語言,提供Windows和Linux驅(qū)動(dòng)器軟件。裝入EasyScope和EasyLogger兩種應(yīng)用軟件后,DS1M12具有以下的主要性能: ◆ 在EasyScope軟件下,時(shí)基2μs/格至50ms/格(共14步進(jìn)),垂直量程10mV/格至5V/格(共6步進(jìn)),X和Y方向光標(biāo),度量顯示(Min/Max/平均/Vrms/F),頻譜顯示,測(cè)量結(jié)果下載,屏幕下載,波形發(fā)生(正弦、方波、三角波、鋸齒波、用戶自定義波形)。 ◆ 在EasyLogger軟件下,取樣率(100K樣點(diǎn)/秒至100S/樣點(diǎn)),Y軸定標(biāo)(mV/V/用戶定義),X軸定標(biāo)(時(shí)間或樣點(diǎn)數(shù)),3種屏幕光標(biāo),4種彈出或Email告警,數(shù)據(jù)下載(CSV、BMP、文本、二進(jìn)制),調(diào)用歷史文檔,為使用者加注備忘錄。 ◆ 硬件方面還有32KB波形存儲(chǔ),脈沖參數(shù)觸發(fā)(邊緣、寬度、******/最?。?,延時(shí)觸發(fā),任意波形發(fā)生器(10位分辨率,±3.5V輸出),尺寸:116 mm×30 mm×100mm,重量:160克。 Acute公司的DS1000USB數(shù)字示波器是著重模擬帶寬的衣袋式PC基示波器,在USB2.0 接口下工作,具備臺(tái)式數(shù)字示波器的大部分功能: ◆ 采用9位分辨率和200MS/s取樣率,5GS/s的等效取樣率,兩路輸入的靈敏度2mV/格至10V/格; ◆ 外觸發(fā)和TV觸發(fā)時(shí),帶寬可以從200MHz限制成20MHz,脈沖參數(shù)觸發(fā)和復(fù)雜波形觸發(fā); ◆ 最多可構(gòu)成6路堆疊輸入,具有64K/512K樣點(diǎn)存儲(chǔ)容量,單次FFT變換、數(shù)學(xué)運(yùn)算、記錄/回放等波形處理功能,互聯(lián)網(wǎng)控制; ◆ 數(shù)據(jù)輸出方式有WORD、EXCEL、HTML等。 4、USB的儀器擴(kuò)展,實(shí)時(shí)同步控制 USB作為儀器系統(tǒng)接口時(shí)存在一定的限制,因?yàn)閁SB器件是獨(dú)立運(yùn)行的,多個(gè)USB器件通過單一端口連接在一起時(shí),它們之間沒有同步關(guān)系。USB總線的設(shè)計(jì)是基于異步的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)結(jié)構(gòu),各器件無法實(shí)時(shí)協(xié)同工作。對(duì)于儀器系統(tǒng)來說,往往需要實(shí)時(shí)同步控制,此時(shí)只好放棄使用USB接口,而選擇VXI或PXI這些成本較高的接口。事實(shí)上,VXI和PXI都是PC總線的擴(kuò)展,最重要的擴(kuò)展內(nèi)容就是增加了定時(shí)和同步功能。因此,借助USB接口的現(xiàn)有成果,增加定時(shí)和同步功能,擴(kuò)大USB接口儀器的應(yīng)用范圍被提上日程。最近Fiberbyte公司推出一種USBinSync(USB同步)技術(shù),保留原有的USB總線的全部特性,增加了實(shí)時(shí)同步控制功能,擴(kuò)大USB接口在儀器系統(tǒng)的應(yīng)用,可視為USB接口的一項(xiàng)革新。它使USB總線轉(zhuǎn)換成為具有同步性、確定性和可擴(kuò)展性的操作平臺(tái),為儀器系統(tǒng)提供低成本、操作簡(jiǎn)便的互連總線。USBinSync的主要特點(diǎn)如下: 可利用原來的標(biāo)準(zhǔn)USB電纜、端口、連接器、集線器等資源; Fiberbyte公司已開始供應(yīng)USBinSync數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),DAQ2500X是第一款產(chǎn)品,它有4個(gè)獨(dú)立的16位分辨率、取樣率100KS/s的模擬輸入通道,各通道內(nèi)置獨(dú)立的A/D轉(zhuǎn)換器,強(qiáng)大的先入先出(FIFO)處理能力可實(shí)施突發(fā)同時(shí)取樣,4組A/D的100KS/s取樣率構(gòu)成1MB/s的數(shù)據(jù)吞吐率,模塊同時(shí)支持程控的數(shù)字I/O和觸發(fā),實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)采集。應(yīng)該指出,USB接口是為多種類不同功能的器件并行工作而設(shè)計(jì)的,由PC主機(jī)通過異步總線對(duì)器件做順序交互處理,這種異步操作方式妨礙了器件之間的直接互動(dòng),建立多器件之間的同步和處理能力非常有限。使用USBinSync方式的DQA2500X擁有自己的局域時(shí)鐘,對(duì)PC的USB網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的USBinSync器件建立相位鎖定。主集線器起著定時(shí)控制器的作用,實(shí)現(xiàn)器件之間的時(shí)間同步和數(shù)據(jù)處理,主集線器根據(jù)各器件的相位差做出相位補(bǔ)償,保證各器件完全同步工作。當(dāng)組網(wǎng)器件數(shù)目變化時(shí),定時(shí)和同步過程自動(dòng)重新調(diào)整,只要Windows操作系統(tǒng)識(shí)別出新器件,立即建立同步關(guān)系。USBinSync技術(shù)還提供決定性的數(shù)字觸發(fā),使測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)試啟動(dòng)和停止按照可控方式執(zhí)行,而且可將定時(shí)和同步擴(kuò)展到系統(tǒng)內(nèi)的其他從集線器,建立起主—從集線器的定時(shí)和同步通道。 5、無線USB即將成為新成員 USB1.1和USB2.0的應(yīng)用已經(jīng)十分普遍,數(shù)字巨大。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),現(xiàn)今有15億條USB線纜遍布不同的應(yīng)用領(lǐng)域,到2006年這個(gè)數(shù)字將翻一番而超過30億條,主要來自隨身音頻產(chǎn)品、數(shù)碼相機(jī)、打印機(jī)、移動(dòng)硬盤、閃存存儲(chǔ)體。新的筆記本電腦開始配置無線以太網(wǎng),大量USB外設(shè)的應(yīng)用也促使無線USB能夠早日進(jìn)入市場(chǎng),以減少USB器件與PC機(jī)的互連線纜。為了促進(jìn)無線USB的發(fā)展,前幾年Agrere系統(tǒng)、惠普、英特爾、微軟、NEC、飛利浦半導(dǎo)體、三星電子等7家公司組成了無線USB促進(jìn)組織(WUSUPG),目的是制訂無線USB規(guī)范。該組織得到100多家會(huì)員的支持,無線USB規(guī)范草案已在今年提交給了USBIF,預(yù)定在今年年底之前公布。首批符合無線USB標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品將以分立芯片方式出現(xiàn),包括控制器芯片、適配器、收發(fā)器等,然后由更高集成度的單芯片來完成。 無線USB規(guī)范是構(gòu)建在超寬帶(UWB)的無線多媒體(WiMedia)匯聚平臺(tái)上,亦即使用UWB作載體,發(fā)射和接收USB規(guī)范的信息。UWB短距離無線通信方式是無載波的超短脈沖序列調(diào)制波,占有GHz級(jí)的帶寬,UWB已成為IEEE802.15.3a標(biāo)準(zhǔn)。無線USB通過協(xié)議適配層與WiMedia匯聚平臺(tái)連接,構(gòu)建一個(gè)與USB2.0兼容的應(yīng)用軟件棧,分享UWB的射頻協(xié)議,并獲得IEEE802.15.3a的承認(rèn)。通過UWB發(fā)射和接收的無線USB提供等同高速USB的數(shù)據(jù)傳輸率,在3m距離內(nèi)帶寬達(dá)到480Mbps,10m距離內(nèi)達(dá)到110Mbps。順便提及,測(cè)量?jī)x器經(jīng)常使用的IEEE1394接口的無線方式也是構(gòu)建在UWB規(guī)范之上的。可以預(yù)見,將有更多設(shè)備通過UWB射頻進(jìn)行無線收發(fā),它們?cè)赪iMedia層匯聚,不管它們?cè)瓉硎鞘裁磪f(xié)議的信號(hào),經(jīng)過匯聚層后都會(huì)轉(zhuǎn)換成相同的UWB信號(hào),由UWB物理層發(fā)射,它們各自分享極寬的UWB射頻。UWB已被美國試用作為無需申請(qǐng)使用頻率許可的局域網(wǎng)短距離通信,分享UWB射頻的無線USB已取得滿意的無線收發(fā)效果,并保持USB2.0的特點(diǎn),當(dāng)然,由于非線纜的互連,USB2.0中的直流供電不再存在了。 無線USB用到測(cè)量 儀器還要等待一段時(shí)間,首先需在PC機(jī)上使用和取得成功,并且成本降低到與USB2.0差不多,然后利用成熟的無線USB芯片制成無線USB儀器。同時(shí),無線USB需獲得政府的無線電管理部門批準(zhǔn)作為開放頻段,無線USB測(cè)量?jī)x器才能普及。預(yù)計(jì)這段時(shí)間是2至3年,相信此時(shí)UWB技術(shù)同樣會(huì)取得進(jìn)展,發(fā)射和接收距離將超過3m,無線USB亦相應(yīng)獲益,在3m距離外保持480Mbps的數(shù)據(jù)傳輸率。 6、結(jié)束語 USB儀器進(jìn)入測(cè)量?jī)x器市場(chǎng)已經(jīng)7年,早期進(jìn)展較慢。自USB2.0高速接口推出后,USB儀器無論在品種、性能、應(yīng)用等方面都以更快步伐前進(jìn),不僅局限于普通指標(biāo)的USB儀器,已出現(xiàn)具有特色的更高檔次的USB儀器,如定時(shí)和同步擴(kuò)展,GHz級(jí)時(shí)域反射計(jì)等。如果USB儀器的小型化和微型化取得成功,肯定會(huì)出現(xiàn)更多的微型測(cè)量?jī)x器。無線USB儀器的面市,將使測(cè)量?jī)x器的機(jī)動(dòng)性得到提高。USB儀器開始成為測(cè)量?jī)x器的主流,同時(shí)推動(dòng)傳統(tǒng)儀器向小型化和微型化方向發(fā)展。 |