国家仪器 数据收集卡 USB6009
一、USB-6009的内部构成
打开后盖，看到USB-6009主要有两个芯片，一个是Silicon Labs的单片机，另一个是TI的十四位ADC，这两个芯片决定了USB-6009的基本性能。
单片机上的激光丝印看不出它的型号，但“Silicon Labs”、“TQFP-32封装”、“有USB DEVICE接口”几个条件一综合，大概能猜出来了：C8051F320——2.3KB RAM+16KB Flash。
TI的ADS7871是个功能挺**的ADC。四个全差分通道，或变为八个单端通道。其他参数包括：14位分辨率；带有片上PGA；参考电压等都和USB-6009一样。个人觉得这个ADC的缺点就是采样率只有48KBPS。
二、USB-6009的模拟输入
1、输入范围
ADS7871，虽然可以接受差分形式的负电压，但同时要求输入电压的不能为负（0V到接近电源电压）。组成USB-6009后，模拟输入范围有一个值得注意的参数变化：USB-6009的任意模拟输入引脚都可以接受负电压（具体可达-10V到+10V），也就是支持真正的双极性输入，这一点可能是由USB-6009板子上的偏置调整电路做到的。就此要为NI点赞，实在是大大方便了使用者。偏置电路的出厂较准，在产品的生产过程中实在是比较麻烦的一件事情，这也许也是USB-6009价格较高的重要原因之一。
2、模拟分辨率
ADS7871的分辨率是14bits，在-10V到+10V的情况下，分辨率约为1.22mV。在很多应用中，这个分辨率并不算很高，例如后面将要提到的半导体温度传感器测温实验中1.22mV的分辨率就显得不太够。
当然在很多情况下，可以在进入A/D转换之前，对模拟信号进行放大以提高输入其分辨率，这样做的代价了是降低模拟信号的输入范围。例如，用PGA(可编程增益放大器)将信号放大10倍后ADC对放大前模拟信号分辨率将达到122uV，而输入范围将被限制在-1V到+1V之间。
值得注意的是NI对USB6009的设置非常有趣，只允许差分输入模式的模拟通道使用PGA，而对单端模式的通道却不能使用PGA。也就是说一旦在LabVIEW中将USB-6009的某个通道设置为RSE模式（单端）后，不论怎样配置其他参数，这个通道的分辨率都将为1.2mV。如果将USB-6009的某个通道设置为差分模式后，LabVIEW会自动的根据该通道模拟输入范围参数来控制PGA的增益值，从而达到提高模拟分辨率的效果。因此在这种情况下对模拟输入设置将是非常重要的。
3、模拟输入阻抗
ADS7871的输入阻抗达到6M欧姆，但USB-6009的输入阻抗仅为150K欧姆左右，可能是由于输入范围调整造成的，在客观上也起到了提高输入电流，提升抗干扰能力的作用。但在进行某些高输出阻抗的测试中，这可能导致测试失败，需要小心。
4、缓冲FIFO
C8051F320的片上RAM只有2.3KB，这意味着USB-6009单次采集缓冲的大小不可能超过这个数量。在LabVIEW编程时，不要把各个通道的“每通道采样数”之和设置到1K以上（每次采样需要14bits缓冲宽度）。
二、USB-6009的模拟输出
1、输出范围
USB-6009的输出电压范围是0-5V，且不能用程序调整该电压范围。这与模拟输入参数相差较大，在设计时需要特别注意，例如后面将要介绍的，用USB-6009测试三极管输出特性曲线的例子中，就需要调整模拟输出电压范围。
2、模拟输出阻抗
为保护USB-6009的模拟输出电路，其输出端串联了一个50欧姆的输出电阻。在使用中如果不注意这个输出电阻，它可能会在后级电路的输入阻抗的共同作用下，影响输出的电压值。
3、输出刷新速度
USB-6009的模拟输出非常奇怪：刷新速度只有150SPS！不知NI在这一点上是如何考虑的，这导致USB-6009基本无法输出有意义的时域波形，其模拟输出只能产生控制电压。
4、2.5V参考电压输出
这是由USB-6009输出的参考电压，在数字输出一边的第14脚，但应该属于模拟输出引脚，作用是供外部电路作为参考电压。使用时要注意，这个参考电压的输出阻抗较大，可达2K欧姆左右——这一点USB-6009的参考手册没有述及。