102.4 kS/s , 100 dB , 0.8 Hz AC/DC耦合，4输入/单输出声音与振动设备
USB-4431专为声音和振动应用而设计。输入通道集成了用于加速度计和麦克风的集成电路压电式(IEPE)信号调理功能。四个USB-4431的输入通道可同步对输入信号进行数字化。模拟输出(AO)通道是激励响应测试的理想选择，可与AI通道同步。
三、产品应用
XM-USB-4431 是一款基于 USB2.0 总线的数据采集卡，可直接和计算机的 USB 口相连，构成实验室、产品
质量检测中心等各种领域的数据采集、波形分析和处理系统。也可构成工业生产过程监控系统。它的主要
应用场合为：
声音/震动信号采集分析
电子产品质量检测
医学检测
高精度信号同步采集
IO 控制
四、性能特点
A/D 转换器：24-bit Σ-Δ型 ADC：AD7765（可选支持 312KSPS 的 AD7764）
本体噪声低，通道隔离度高；
差分输入范围：±10V；
独立程控增益，4 级可调，即 1 倍、10 倍、100 倍和 1000 倍；
AD 触发方式：软件定时触发、外触发；
支持预触发，最大可预采 2K 个点；
IEPE 恒流源大小：4.38mA @2%（板卡可能要外接 5V 电源，由 USB 口供电能力决定）；
IEPE 传感器激励电压：15V 或 24V ；
恒流源输出阻抗：>250 kΩ at 1kHz；
恒流源噪声：<500 pA/√Hz；
耦合方式：AC/DC；
AC
耦合
-3dB
截止频率：
0.53Hz
；
模拟输入信号带
TVS
钳位保护功能；
采样频率可软件设置（范围：1.95KHz～156.25KHz）；
板载大容量存储器（4M 字），支持连续采集，实现实时监控；
板载 EEP，用户可写入自定义参数；
板卡 ID 识别（0～15），支持多卡操作；
8 路 DI/DO；输出带锁存功能，上电自动清零；
提供 WIN7/VISTA/2000/XP 下驱动程序及动态连接库；
尺寸大小（不含外壳）：91(W) × 139(L) (mm)；
五、技术参数
·工作电压： 5V±0.25V
·工作温度：
0℃～70℃
·存储温度：
-10℃～85℃
·湿 度：
5%～95%
六、工作原理
6.1、逻辑框图
6.2、工作原理简述
XM-USB-4431 由以下功能模块组成：USB2.0 总线桥电路，地址译码及数据锁存，AD 转换，数据存储等功
能组成。
地址译码及数据锁存
：由现场可编程门阵列 FPGA 芯片控制。由于是 USB2.0 总线，用户可以不关心具
体 I/O 地址，直接调用我公司提供的动态连接库即可。8 位数据模式，具体的 IO 地址由 USB 总控芯片解释。
AD 转换：
外部模拟信号由 SMB0..SMB3 接入，经过 4 级程控增益，进入 ADC，AD 控制时序由 FPGA 完成。
数据存储：
AD 转换的结果存储在 SDRAM 中。读、写数据的时序由 FPGA 控制。
数字 IO：
8 路数字量输入、8 路数字量输出。输出带锁存功能，且上电自动清零。
测频原理:
测量信号（
方波
）的相邻两个上升沿之间的间隔。例如：软件发测量命令，用系统时钟
4MHz
测量待测信号的两个相邻上升沿的间隔，间隔用系统时钟数表示，用户由此可以方便的计算出信号的频率。
由于最大间隔数为
24
位 表示的数据（最 大
0xFFFFFF,
即
16777215
），最大定时长度为
4.19S
（
16777215*0.25
s
≈
4.194303S
）
说明：
START
信号为低，软件启动一次测频，测量待测信号两个相邻上升沿的时间宽度（为
5
个
系统时间，系统时钟
4MHz
）。图中的
TimerOver
信号，
1
：测频未结束；
0
：测频结束。
计算出外部信号的频率Fre = 4
×
10
3
÷
(XCounter)，单位KHz。
