关于USB接口仪器控制您需要了解的六个知识点

通过即插即用连接和现代PC及笔记本电脑上几乎无处不在的USB端口，USB已成为控制独立仪器的流行选择。随着越来越多的仪器制造商开始在其设备上包含USB端口，了解USB周围的几个问题非常重要，以确保测试连接系统的使用寿命。

一、USB 3.0并不一定意味着超高速

今天的许多测试应用程序都需要将大量数据从仪器传输到PC，选择仪器时，您需要知道PC支持的传输速率。USB标准提供四种数据传输速率：

1.低速 - 1.5 Mb/s的数据传输。鼠标和键盘等设备通常使用这种最低的传输速度。这是原始USB 1.0标准的一部分。

2.全速 - 12 Mb/s的数据传输。在2000年推出Hi-Speed USB之前，这是USB最快的传输速度。这也是原始USB 1.0标准的一部分。

3.高速 - 480 Mb/s的数据传输。高速传输速率采用高速USB标准（USB 2.0），使USB成为发送大量数据（如音频和视频）的可行选择。

4.超高速 - 1Gb/s的数据传输。这是随USB 3.0标准引入的。

每个连续的USB标准都保持与旧标准的向后兼容性，虽然USB 2.0规范引入了高速传输速率，但它也保持了与低速率的向后兼容性，与之前的USB 3.0一样。因此，设备通常称为USB 3.0兼容，同时仅支持低速，全速和高速传输速率。购买新仪器时，请查找“超高速USB”一词，以确保仪器能够支持最快的传输速率。

二、仪器控制需要USB B型设备连接端口

仪器上可以显示两种不同类型的USB端口，A型主机端口和B型设备端口。A型主机端口，由扁平，细长的外观识别更为常见，但您不能将它们用于仪器控制。您只能使用这些连接器来控制其他USB设备，通常是将数据保存到USB记忆棒或为仪器添加鼠标和键盘支持。要允许从PC控制仪器，您需要B型设备端口，通过更方形的形状识别。检查仪器数据表时，请查找USB设备端口或USB仪器控制的参考，以确保您可以远程控制仪器。

三、USB测试和测量类简化了应用程序开发

由于USB仪器不遵守设定的通信协议，因此对它们进行编程可能是一项重大挑战。为了解决这个问题，USB实施者论坛（USB-IF）定义了一个称为USB测试和测量类（USBTMC）的特定设备类。旨在模拟IEEE 488.1标准，您可以编程支持USBTMC的仪器，就像它们的GPIB对应物一样。该器件类极大地简化了仪器控制，因为您可以使用行业标准的应用程序编程接口（API）（如NI-VISA）来发送和读取仪器命令，而无需实现较低级别的通信协议。

对于不支持USBTMC的设备，您需要使用供应商提供的驱动程序或以USB RAW模式对设备进行编程。NI-VISA支持USB RAW模式下的通信，但您需要联系仪器供应商以了解其通信协议的具体信息。

四、您可以通过即插即用连接减少（或消除）设置时间

与其他总线相比，USB最大的优势之一是它支持即插即用连接。使用NI Measurement＆Automation Explorer（MAX）等工具，可以自动检测并配置USBTMC仪器。与以太网/ LAN不同，无需输入IP地址或使用公司防火墙来连接仪器。USB即插即用连接还促成了交互式工具的开发，可以在连接USB仪器时立即加载。

以下是一个例子：National Instruments SignalExpress Tektronix Edition。将兼容的Tektronix仪器通过USB连接到PC后，PC立即检测到连接的仪器并显示自动播放对话框。只需单击鼠标，NI SignalExpress Tektronix版即可连接仪器，开始显示实时数据采集，并提供远程仪器控制。

五、您可以从当前仪器获得USB连接

使用GPIB转换器，您可以获得USB仪器控制的许多优势，例如即插即用连接，易用性，以及在使用当前GPIB仪器的同时轻松访问USB端口。您可以通过NI GPIB-USB-HS +这样的设备来实现这一目标，这是一种可以将任何USB端口转换为功能齐全的GPIB控制器的高速USB设备。由于您可以使用当前的仪器，因此无需编写新仪器即可节省硬件和软件投资，节省开发成本。

六、行业标准软件界面有助于确保测试系统的使用寿命

虽然USB是当今流行的通信总线，但计算机行业的历史表明，今天的热门技术明天可能已经过时。由于这段历史，即使通信总线发生变化，做出决定以确保测试系统的使用寿命也很重要。您可以使用虚拟仪器软件架构（VISA）和NI LabVIEW即插即用仪器驱动程序来完成此操作。

而利用构建在通信总线之上的这些技术，您可以使用标准API对系统进行编程，无论您使用的总线是什么 - 无论是GPIB，USB，串行还是以太网/ LAN。只要仪器的编程接口没有改变，通信总线之间的切换几乎不需要代码修改，有助于确保测试系统的使用寿命。