USB仪器与板卡式仪器的关系

虚拟仪器主要由计算机、软件、A/D采集卡及调理放大器三个重要因素组成。其中计算机是载体，软件是核心，高质量的A/D采集卡及调理放大器是关键。随着微机的发展，根据采用总线方式的不同，虚拟仪器主要分为板卡式和总线式两种。板卡式适合于普及型的廉价系统，有广阔的应用发展前景；总线式适合大型高精度集成系统。以上两种形式主要发展过程如下：

总线方式为GPIB→VXI→PXI。其中GPIB总线（也为488总线）于1978年问世；VXI总线于1987年问世；PXI总线于1997年问世。

卡式为PC插卡→并口式→串口USB方式。其中PC插卡式于80年代初问世；并行口方式于1995年问世；串口USB方式于1999年问世。具体分类见图2.

图2：虚拟仪器系统框图

下面海洋仪器主要就USB仪器与板卡式仪器的区别进行具体说明：

1、PCI总线插卡型虚拟仪器：也为板卡式仪器，早期为ISA总线插卡型仪器。板卡式仪器借助于插入计算机内的数据采集卡与专用的软件（如LabView）两者相结合构成测试系统。插卡型虚拟仪器充分利用计算机的总线、机箱、电源及软件的便利。但是受PC机机箱和总线限制，且有电源功率不足，机箱内部的噪声电平较高，插槽数目也不多，插槽尺寸比较小，机箱内无屏蔽等缺点相比于USB外置仪器其安装与使用也不方便，并且高频性能和测试精度也要差一些。

图3：PCI总线卡

2、串行口式虚拟仪器：是可连接到计算机串口上的测量装置，把仪器硬件集成在一个采集盒内，仪器软件装在计算机上，通常可以完成各种测量测试仪器的功能。可以组成数字存储示波器、频谱分析仪、逻辑分析仪、任意波形发生器、矢量网络分析仪、数字万用表、功率计、FFT分析仪、数据记录仪、数据采集器等。早期为RS232接口型仪器，现在最流行的为USB仪器。

USB仪器充分利用USB串口的即插即用和热插拔两项优越性能，不用打开计算机进行插槽式安装，做到即插即用。而且既可以与笔记本电脑相连，又可与台式PC机相连，实现台式和便携式两用，非常方便。由于是外置与计算机相连，不是内插到计算机内，是准独立仪器，比板卡式仪器要灵活方便，并且易实现高频，其性能要强于板卡式仪器。USB仪器价格低廉、用途广泛，特别适合于研发部门和各种教学实验室应用。 

表1   USB仪器与板卡式仪器

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