L'instrumentation au format USB

Le 01/11/2015 à 13:30  

Lorsque l'on parle d'instrumentation électronique, on pense immédiatement aux appareils de table ou aux modèles portables que tout un chacun utilise au quotidien lors de la conception d'une électronique de puissance, de la mise en service d'un réseau sans fil dans un site industriel, etc.A côté de ces formats traditionnels sont apparus, il y a bientôt une trentaine d'années, desinstruments de mesureseprésentantsous la forme de cartes électroniques selon les standards VXI ( VME eXtensions for Instrumentation ), puis une dizaine d'années plus tard, le standard PXI ( PCI eXtensions for Instrumentation ), et plus récemment, le PXI Express. Si les instruments de mesure modulaires requièrent, entre autres, la mise en œuvre d'un châssis, certains fabricants, tels que l'américain Data Translation représenté en France par Sacasa Industries et Systèmes (SAIS), ont lancé un autre format: l'instrumentation USB.

Il suffit de connecter un module USB à un PC portable ou de bureau et d'ouvrir le logiciel associé pour pouvoir réaliser immédiatement des mesures de température, obtenir des oscillogrammes, générer un signal, etc. Il n'y a normalement aucune programmation à faire.

Pico Technology

Au début, les modules USB restaient cantonnés à des fonctions très simples, du type entrées/sorties, aux performances vraiment d'entrée de gamme. Il suffit de voir les derniers produits mis sur le marché –tels que les analyseurs de spectre temps réel RSA306 de l'américainTektronix ( voir Mesures n°870 ) et RTSA7500 de son compatriote Berkeley Nucleonics Corporation (BNC), la série de numériseurs ADQ14 du suédois Signal Processing (SP) Devices ( voir Mesures n°877 ), le module d'acquisition de signal dynamique DT7837 de Data Translation doté d'un processeur ARM Cortex-A8 600 MHz, pour les mesures acoustiques, de vibrations et de bruit, l'oscilloscope numérique SmartScope du belge LabNation ou encore VirtualBench, un boîtier com-pact regroupant cinq instruments de mesure différents de l'américain National Instruments ( voir Mesures n°867 )–, pour se rendre compte que la donne a bien changé.

Depuis une dizaine d'années, les instruments de mesure classiques ont dû faire une (petite) place à un autre type d'appareils. Il s'agit de boîtiers compacts et aveugles, dédiés à une fonction de mesure et connectés à un PC par l'intermédiaire d'un port USB.

Tektronix

Mais qu'entend-on par instrumentation USB? Dans cet article, nous nous intéressons aux modules aveugles (sans écran) et dédiés en termes de fonctions de mesure, que l'on doit connecter au port USB d'un PC portable ou de bureau pour le configurer, pour récupérer en temps réel les données, les afficher et les exploiter. « De très nombreux instruments de mesure disposent d'une interface USB, désormais bien plus commune que le GPIB, mais la grande majorité fonctionnent d'une manière autonome (instruments modulaires et de table) », rappelle Christian Ropars, président d'Acquisys distributeur d'ADLink Technology, de Gigatronics, d'ICS Electronics, de Measurement Computing (racheté en 2005 par National Instruments comme IOtech la même année) et de Smart Engineering Tools (SET). Même selon cette définition, l'éventail des produits reste encore très large: on retrouve les caméras USB, les enregistreurs de grandeurs physiques compacts (les petits dataloggers ou mouchards), les adapta-teurs USB pour divers bus, etc.

On pourrait croire qu'avec des instruments low cost, les performances métrologiques sont, elles aussi, low cost. La série ADQ14 de SP Devices prouve le contraire : la fréquence d'échantillonnage atteint jusqu'à 2 Géch/s (1 ou 2 voies), pour une résolution de 14 bits et une bande passante analogique maximale de 1 GHz.

SP Devices

C'est ainsi que seuls les fabricants de modules USB proposant des fonctions d'acquisition de données ou de test et de mesure ont été retenus dans le tableau ( voir page XX ). Cela représente toutefois plus d'une soixantaine de fabricants et au moins une dizaine de distributeurs… Comme il est impossible de lister tous les produits commercialisés en France, notre choix a été d'indiquer la liste des fabricants et des principaux distributeurs avec le type de fonctions au format USB que chacun propose. Evidemment, derrière chaque point peut se cacher un ou deux produits (analyseur de câbles et d'antennes de Kaelus, par exemple) ou alors des dizaines de modèles différents (entrées/ sorties de Measurement Computing). Une autre raison de ce choix totalement arbitraire est qu'au-delà du choix du format (USB,appareil autonome,PXI…), les critères de sélection redeviennent plus classiques et propres à chaque type de fonction, à savoir bande passante, fréquence d'échantillonnage, résolution, nombre d'entrées/sorties, etc.

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