Stingray公司的掌上型DS1M12属于一机多用，是频率响应较低的USB数字示波器，它采用分辨率12位和取样率1MS/s的A/D转换器，可在20MS/s重复取样率下对两路输入信号同时取样，模拟带宽250KHz，每路输入有32KB的波形存储。提供两种应用软件：EasyScope用于数字示波器，EasyLogger用于数据采集。DS1M12具备数字示波器、数据记录器、频谱分析仪、数字电压表、频率计、任意波形发生器等多种功能。在Windows操作系统下可下载第三方的应用软件，使用最通用的LabVIEW编程语言，提供Windows和Linux驱动器软件。装入EasyScope和EasyLogger两种应用软件后，DS1M12具有以下的主要性能：
◆ 在EasyScope软件下，时基2μs/格至50ms/格（共14步进），垂直量程10mV/格至5V/格（共6步进），X和Y方向光标，度量显示（Min/Max/平均/Vrms/F），频谱显示，测量结果下载，屏幕下载，波形发生（正弦、方波、三角波、锯齿波、用户自定义波形）。
◆ 在EasyLogger软件下，取样率（100K样点/秒至100S/样点），Y轴定标(mV/V/用户定义),X轴定标(时间或样点数),3种屏幕光标,4种弹出或Email告警,数据下载(CSV、BMP、文本、二进制)，调用历史文档，为使用者加注备忘录。
◆ 硬件方面还有32KB波形存储，脉冲参数触发（边缘、宽度、最大/最小），延时触发，任意波形发生器（10位分辨率，±3.5V输出），尺寸：116 mm×30 mm×100mm，重量：160克。
Acute公司的DS1000USB数字示波器是着重模拟带宽的衣袋式PC基示波器，在USB2.0接口下工作，具备台式数字示波器的大部分功能：
◆ 采用9位分辨率和200MS/s取样率，5GS/s的等效取样率，两路输入的灵敏度2mV/格至10V/格；
◆ 外触发和TV触发时，带宽可以从200MHz限制成20MHz，脉冲参数触发和复杂波形触发；
◆ 最多可构成6路堆叠输入，具有64K/512K样点存储容量，单次FFT变换、数学运算、记录/回放等波形处理功能，互联网控制；
◆ 数据输出方式有WORD、EXCEL、HTML等。
4、USB的仪器扩展，实时同步控制
USB作为仪器系统接口时存在一定的限制，因为USB器件是独立运行的，多个USB器件通过单一端口连接在一起时，它们之间没有同步关系。USB总线的设计是基于异步的点对点结构，各器件无法实时协同工作。对于仪器系统来说，往往需要实时同步控制，此时只好放弃使用USB接口，而选择VXI或PXI这些成本较高的接口。事实上，VXI和PXI都是PC总线的扩展，最重要的扩展内容就是增加了定时和同步功能。因此，借助USB接口的现有成果，增加定时和同步功能，扩大USB接口仪器的应用范围被提上日程。最近Fiberbyte公司推出一种USBinSync(USB同步)技术，保留原有的USB总线的全部特性，增加了实时同步控制功能，扩大USB接口在仪器系统的应用，可视为USB接口的一项革新。它使USB总线转换成为具有同步性、确定性和可扩展性的操作平台，为仪器系统提供低成本、操作简便的互连总线。USBinSync的主要特点如下：
- 可利用原来的标准USB电缆、端口、连接器、集线器等资源；
- 全部USB inSync器件连接到同一个USB端口，互相连锁成为一个同步系统；
- 最多同步连接127个分立器件，同步时差在±5ns以内；
- 可选择互连器件中任一USBinSync器件作为定时参考，用于控制其他器件；
- 具有即插即用功能，互连器件的同步控制和处理通过USB端口由PC机管理；
- 在数据采集时提供16位模拟输入，16位数字I/O，以及数字触发；
- 普通USB器件与USBinSync器件完全兼容，共同组成测量仪器系统；
- PC主机需要运行Windows XP或Windows 2000操作系统，奔腾Ⅲ以上的处理器，128MB以上内存，10MB以上的硬盘空间，以及USB1.1以上的主控制器。
Fiberbyte公司已开始供应USBinSync数据采集系统，DAQ2500X是第一款产品，它有4个独立的16位分辨率、取样率100KS/s的模拟输入通道，各通道内置独立的A/D转换器，强大的先入先出（FIFO）处理能力可实施突发同时取样，4组A/D的100KS/s取样率构成1MB/s的数据吞吐率，模块同时支持程控的数字I/O和触发，实现实时的数据采集。应该指出，USB接口是为多种类不同功能的器件并行工作而设计的，由PC主机通过异步总线对器件做顺序交互处理，这种异步操作方式妨碍了器件之间的直接互动，建立多器件之间的同步和处理能力非常有限。使用USBinSync方式的DQA2500X拥有自己的局域时钟，对PC的USB网络内部的USBinSync器件建立相位锁定。主集线器起着定时控制器的作用，实现器件之间的时间同步和数据处理，主集线器根据各器件的相位差做出相位补偿，保证各器件完全同步工作。当组网器件数目变化时，定时和同步过程自动重新调整，只要Windows操作系统识别出新器件，立即建立同步关系。USBinSync技术还提供决定性的数字触发，使测量系统的测试启动和停止按照可控方式执行，而且可将定时和同步扩展到系统内的其他从集线器，建立起主—从集线器的定时和同步通道。
5、无线USB即将成为新成员
USB1.1和USB2.0的应用已经十分普遍，数字巨大。据不完全统计，现今有15亿条USB线缆遍布不同的应用领域，到2006年这个数字将翻一番而超过30亿条，主要来自随身音频产品、数码相机、打印机、移动硬盘、闪存存储体。新的笔记本电脑开始配置无线以太网，大量USB外设的应用也促使无线USB能够早日进入市场，以减少USB器件与PC机的互连线缆。为了促进无线USB的发展，前几年Agrere系统、惠普、英特尔、微软、NEC、飞利浦半导体、三星电子等7家公司组成了无线USB促进组织（WUSUPG），目的是制订无线USB规范。该组织得到100多家会员的支持，无线USB规范草案已在今年提交给了USBIF，预定在今年年底之前公布。首批符合无线USB标准的产品将以分立芯片方式出现，包括控制器芯片、适配器、收发器等，然后由更高集成度的单芯片来完成。
无线USB规范是构建在超宽带（UWB）的无线多媒体（WiMedia）汇聚平台上，亦即使用UWB作载体，发射和接收USB规范的信息。UWB短距离无线通信方式是无载波的超短脉冲序列调制波，占有GHz级的带宽，UWB已成为IEEE802.15.3a标准。无线USB通过协议适配层与WiMedia汇聚平台连接，构建一个与USB2.0兼容的应用软件栈，分享UWB的射频协议，并获得IEEE802.15.3a的承认。通过UWB发射和接收的无线USB提供等同高速USB的数据传输率，在3m距离内带宽达到480Mbps，10m距离内达到110Mbps。顺便提及，测量仪器经常使用的IEEE1394接口的无线方式也是构建在UWB规范之上的。可以预见，将有更多设备通过UWB射频进行无线收发，它们在WiMedia层汇聚，不管它们原来是什么协议的信号，经过汇聚层后都会转换成相同的UWB信号，由UWB物理层发射，它们各自分享极宽的UWB射频。UWB已被美国试用作为无需申请使用频率许可的局域网短距离通信，分享UWB射频的无线USB已取得满意的无线收发效果，并保持USB2.0的特点，当然，由于非线缆的互连，USB2.0中的直流供电不再存在了。
无线USB用到测量仪器还要等待一段时间，首先需在PC机上使用和取得成功，并且成本降低到与USB2.0差不多，然后利用成熟的无线USB芯片制成无线USB仪器。同时，无线USB需获得政府的无线电管理部门批准作为开放频段，无线USB测量仪器才能普及。预计这段时间是2至3年，相信此时UWB技术同样会取得进展，发射和接收距离将超过3m，无线USB亦相应获益，在3m距离外保持480Mbps的数据传输率。
6、结束语
USB仪器进入测量仪器市场已经7年，早期进展较慢。自USB2.0高速接口推出后，USB仪器无论在品种、性能、应用等方面都以更快步伐前进，不仅局限于普通指标的USB仪器，已出现具有特色的更高档次的USB仪器，如定时和同步扩展，GHz级时域反射计等。如果USB仪器的小型化和微型化取得成功，肯定会出现更多的微型测量仪器。无线USB仪器的面市，将使测量仪器的机动性得到提高。USB仪器开始成为测量仪器的主流，同时推动传统仪器向小型化和微型化方向发展。
李华 来源：国外电子测量技术
