本发明涉及电流测量领域，特别涉及一种USB电流测量装置及方法。
背景技术：
随着计算机技术的发展，通用串行总线(USB universal serial bus)技术已经成为数据通信中使用最广泛的一种。USB接口具有传输速度快，使用方便，支持热插拔，连接灵活，独立供电等优点，可以连接鼠标、键盘、打印机、扫描仪、摄像头、充电器、闪存盘、MP3机、手机、数码相机、移动硬盘、外置光驱/软驱、USB网卡、ADSL Modem、Cable Modem等，几乎所有的外部设备。
USB传输线通常采用四线电缆，其中两根数据信号线(D+、D-)是用来在上游USB设备和下游USB设备之间传送数据的串行通道，另两根电源信号线(VBUS、GND)则使上游USB设备为下游(Downstream)设备提供电源。
在USB设备研发、生产、调试过程中，工作人员往往需要精确测量并记录流过下游USB设备的电流。然而，直接测量USB电流的方法却比较少，现有的测量方法基本是靠待测设备测量USB接口的VBUS信号线上电压来估算工作电流，该测量方法存在估算精度不高的问题。此外，还有在USB的VBUS信号线上串联一个简单的电流采集设备来显示当前电流，然而使用该测量方法由于电流采集设备本身会消耗来自USB供电设备提供的电流，也同样无法给出精确的数值。此外，该方法也无法满足无人测量、时时记录的需求。
技术实现要素：
本发明的主要目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种直观、方便、准确的USB电流测量装置及测量方法。
为达成上述目的，本发明提供一种USB电流测量装置，包括USB传输线、程控直流电源以及电流测量单元。其中，所述USB传输线包括用于插入USB设备的第一USB接口、用于插入USB供电设备的第二USB接口以及连接所述第一USB接口和第二USB接口的线缆；所述第一USB接口的电源信号引脚与所述程控直流电源的正极相连，所述第二USB接口的电源信号引脚悬空；所述第一USB接口的接地引脚与所述程控直流电源的负极相连；所述程控直流电源的电压与所述USB供电设备的工作电压相同；所述电流测量单元用于测量所述程控直流电源的电流。
优选地，所述第一USB接口的D+数据信号引脚通过D+数据信号线缆与所述第二USB接口的D+数据信号引脚相连；所述第一USB接口的D-数据信号引脚通过D-数据信号线缆与所述第二USB接口的D-数据信号引脚相连。
优选地，所述第一USB接口的接地引脚通过接地信号线缆与所述第二USB接口的接地引脚相连。
优选地，所述电流测量单元包括：采样模块，用于以预定频率测量所述程控直流电源的电流；制图模块，用于根据每次测量的结果绘制时间-电流曲线图。
优选地，所述电流测量单元设于所述USB供电设备中，所述USB供电设备包括一显示单元用以实时显示每次测量的电流和/或该时间-电流曲线图。
本发明还提供一种USB电流的测量方法，用于测量USB设备的电流，包括以下步骤：
S1：提供一USB传输线以及一程控直流电源，所述USB传输线包括第一USB接口、第二USB接口以及连接所述第一USB接口和第二USB接口的线缆，其中所述第一USB接口的电源信号引脚与所述程控直流电源的正极相连，所述第二USB接口的电源信号引脚悬空；所述第一USB接口的接地引脚与所述程控直流电源的负极相连；
S2：将第一USB接口插入所述USB设备、将第二USB接口插入USB供电设备；
S3：将所述程控直流电源的电压设置为与所述USB供电设备的工作电压相同；
S4：测量所述程控直流电源的电流。
优选地，所述USB传输线中，所述第一USB接口的D+数据信号引脚通过D+数据信号线缆与所述第二USB接口的D+数据信号引脚相连；所述第一USB接口的D-数据信号引脚通过D-数据信号线缆与所述第二USB接口的D-数据信号引脚相连。
优选地，所述USB传输线中，所述第一USB接口的接地引脚通过接地信号线缆与所述第二USB接口的接地引脚相连。
优选地，步骤S4包括：以预定频率测量所述程控直流电源的电流；以及根据每次测量的结果绘制时间-电流曲线图。
优选地，步骤S4还包括实时显示每次测量的电流和/或该时间-电流曲线图。
相较于现有技术，本发明的USB电流测量装置设计特殊的USB传输线与程控直流电源连接，将程控直流电源代替USB供电设备并以相同工作电压为USB设备供电，由此通过测量程控直流电源的电流即可获得USB设备的电流，本发明无需工作人员亲自记录，使用更加方便，所获得USB电流数据也更加准确。
附图说明
图1所示为本发明一实施例的USB电流测量装置的示意图。
具体实施方式
为使本发明的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本发明的内容作进一步说明。当然本发明并不局限于该具体实施例，本领域内的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本发明的保护范围内。
本发明提供了一种USB电流的测量装置，请参阅图1，该测量装置包括USB传输线1、程控直流电源2和电流测量单元3。USB传输线包括用于插入USB设备4的第一USB接口11、用于插入USB供电设备5的第二USB接口12以及连接第一USB接口和第二USB接口的线缆。本说明书中的USB设备包括诸如便携式电话、智能手机、笔记本电脑、数字广播终端、个人数字助理、便携式多媒体播放器、导航系统的移动终端等，USB供电设备包括计算机、笔记本电脑、充电器等，本发明并不加以限制。
如图1所示，第一USB接口11包括电源信号引脚VBUS、接地引脚GND、数据信号引脚D+、D-。相应的，第二USB接口12也包括电源信号引脚VBUS、接地引脚GND、数据信号引脚D+、D-。虽然本实施例中每个USB接口中VBUS引脚和GND引脚的数量都只有一个，但也可以是多个。
对于现有技术的USB传输线来说，两个接口的VBUS引脚通过电源线缆相连，GND引脚通过接地线缆相连，D+和D-引脚分别通过两条数据信号线缆相连。然而，如图1所示，本实施例中，第一USB接口11的电源信号引脚VBUS是通过线缆与程控直流电源的正极相连，而第二USB接口的电源信号引脚VBUS悬空，同时第一USB接口11的接地引脚与程控直流电源2的负极相连，由此第一USB接口和第二USB接口的VBUS引脚断开，USB供电设备5不向USB设备4供电，而由程控直流电源2对USB设备供电。需要注意的是，程控直流电源2的电压应设置为与USB供电设备5的工作电压相同，例如5V，以真实反映USB供电设备对USB设备供电的情况，从而通过电流测量单元3检测程控直流电源的电流，就能够准确获得USB设备的电流大小。
请继续参考图1，本实施例中第一USB接口11的数据信号引脚D+、D-仍然通过两条数据信号线缆(D+、D-)与第二USB接口12的数据信号引脚D+、D-相连，如此在USB供电设备和USB设备之间还能进行数据传输。此外，第一USB接口的GND接地引脚也仍通过接地信号线缆与第二USB接口的GND接地引脚相连。由此，除了电源信号引脚和电源信号线缆发生变化之外，本实施例的USB传输线的其它部分与现有USB传输线可完全相同。
如前所述，电流测量单元3用于测量程控直流电源的电流，具体地，电流测量单元3包括采样模块和制图模块。其中，采样模块用于以预定频率测量程控直流电源的电流；制图模块用于根据每次测量的结果绘制时间-电流曲线图。本实施例中，USB供电设备为计算机，电流测量单元3设于USB供电设备中，以软件硬件结合的方式实现其功能。USB供电设备可通过GPIB数据线与程控直流电源相连，电流测量单元基于IEEE488.2协议定期读取经GPIB数据线传输的电流信号并绘制时间-电流曲线图。较佳地，还可利用USB供电设备的显示单元(如显示屏)实时显示每次测量的电流和/或该时间-电流曲线图，从而无需工作人员手动记录，即可直接在USB供电设备的显示屏上直观了解到USB设备的电流。
相应的，本发明还提供了一种USB电流测量方法，包括以下步骤：
S1：提供一USB传输线以及一程控直流电源。
其中，USB传输线包括第一USB接口、第二USB接口以及连接第一USB接口和第二USB接口的线缆，其中第一USB接口的电源信号引脚与程控直流电源的正极相连，第二USB接口的电源信号引脚悬空；第一USB接口的接地引脚与程控直流电源的负极相连。
S2：将第一USB接口插入USB设备、将第二USB接口插入USB供电设备。
通过上述步骤S1和S2的连接方式，USB供电设备不再向USB设备供电，而由程控直流电源对USB设备供电。
S3：将程控直流电源的电压设置为与USB供电设备的工作电压相同。
通过将程控直流电源的电压应设置为与USB供电设备的工作电压相同，能够真实反映USB供电设备对USB设备供电时的情况，从而通过检测程控直流电源的电流就能够准确获得USB设备的电流大小
S4：测量程控直流电源的电流。
本步骤中，以预定频率测量程控直流电源的电流，并根据每次测量的结果绘制时间-电流曲线图。优选地，每次测量的结果和/或时间-电流曲线图可实时显示供工作人员查看。
综上所述，本发明通过设计特殊的USB传输线与程控直流电源连接，将程控直流电源代替USB供电设备并以相同工作电压为USB设备供电，由此通过测量程控直流电源的电流即可获得USB设备的电流，本发明无需工作人员亲自记录，使用更加方便，所获得USB电流数据也更加准确。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然所述诸多实施例仅为了便于说明而举例而已，并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明精神和范围的前提下可作若干的更动与润饰，本发明所主张的保护范围应以权利要求书所述为准。