產品主要特性:
2.1、模擬信號輸入部分 ★模擬通道輸入數: 16路單端或8路雙端輸入 2.2、A/D轉換電路部分 2.3、D/A轉換電路部分 輸出通道數：4路 2.4、開關量輸入輸出部分 16路數字量輸入、16路數字量輸出經過50腳扁平電纜插座
→ 性能及技術指標
USB2013 數據采集板
一、概述
USB2013模板是USB總線兼容的數據采集板，可經USB電纜接入計算機，構成實驗室、產品質量檢驗中心、特別是野外測控、醫療設備等領域的數據采集、波形分析和處理系統，也可構成工業生產過程控制監控系統。而且它具有體積小，即插即用等特點，因此是便攜式系統用戶的最佳選擇。
USB2013板上設計有12Bit分辨率的A/D轉換器和D/A轉換器，提供了16路單端或8路雙端的模擬輸入通道和4路D/A輸出通道，A/D轉換器輸入信號范圍:±5V、±10V、0～10V，D/A轉換器輸入信號范圍: 0～5V、0～10V、±5V、±10V。16路開關量輸入，16路開關量輸出且均能上電清零。使用本卡時最好通過板卡上EX_VCC插座接上外接電源。如本卡不能正常工作，必須接上外接電源。
使用外接電源時，應先接外接電源，后接USB電纜。拔掉時先拔USB電纜，后拔外接電源。
二、性能和技術指標
2.1、模擬信號輸入部分
★模擬通道輸入數: 16路單端或8路雙端輸入
★模擬輸入電壓范圍：±5V、±10V、0～＋10V
★模擬輸入阻抗: 100MΩ
★模擬輸入共模電壓范圍：>±2V
★放大器建立時間：2Us
★放大器增益G與電阻RG的運算關系為： G ＝ 1 ＋ 50KΩ/RG
★放大器增益與電阻RG的對應關系如下表所示：
增益 RG(Ω) 最接近的阻值（1%的精度）RG(Ω)
1 空 空
2 50.00K 49.9K
5 12.50K 12.4K
10 5.556K 5.62K
20 2.632K 2.61K
50 1.02K 1.02K
100 505.1 511
200 251.3 249
500 100.2 100
1000 50.05 49.9
2000 25.01 24.9
5000 10.00 9.88
10000 5.001 4.94
2.2、A/D轉換電路部分
A/D分辨率：12Bit(4096)
非線性誤差：±1LSB(最大)
轉換時間：10us
系統測量精度：0.1%
2.3、D/A轉換電路部分
輸出通道數：4路
模擬輸出電壓范圍：0～5V、0～10V、±5V、±10V
D/A分辨率：12Bit(4096)
非線性誤差：±1LIB(最大)
D/A輸出精度(滿量程)：±1LIB
建立時間：10μS(0.01%精度)
輸出阻抗：0.2Ω
2.4、開關量輸入輸出部分
16路數字量輸入、16路數字量輸出經過50腳扁平電纜插座
XS2引出。
數字端口滿足標準TTL電氣特性：
輸入TTL電平，吸入電流小于0.5毫安。
輸出TTL電平，最大下拉電流20mA,上拉電流2.6毫安。
數字量輸入最低的高電平：2V
數字量輸入最高的低電平：0.8V
數字量輸出最低的高電平：3.4V
數字量輸入最高的低電平：0.5V
2.5、定時/計數器
定時/計數器： 8253的三個定時/計數器（CLK0、CLK1、CLK2）、門控（GATA0、GATA1、GATA2）及輸出（OUT0、OUT1、OUT2）也由XS2引出。
2.6、A/D采樣率
A/D采樣通過率：100KHz
2.7、外形尺寸
158mm * 117mm
三、工作原理概述
USB2013板主要由模/數轉換(A/D)電路、數/模轉換(D /A)電路、USB總線接口電路等部分電路的組合，力求滿足用戶各種用途的需求。
四、主要元件位置圖、信號輸入插座和開關量管腳定義
4.1 主要元件位置圖
圖4.1.1為USB2013板的主要跳線位置圖， 此位置圖上跳線設置為出廠標準設置。設置為：單端輸入方式，模擬輸入范圍±5V，模擬輸出范圍±5V。
XS1: 模擬信號輸入/輸出引線插座
XS2：開關量輸入/輸出及8254接口引線插座
USB－T：USB總線連接插座
RP5：4路DA輸出電壓零點調整電位器
RP1：DA0輸出電壓滿度調整電位器
RP2：DA1輸出電壓滿度調整電位器
RP3：DA2輸出電壓滿度調整電位器
RP4：DA3輸出電壓滿度調整電位器
RP8：A/D電路單極性零點調整電位器
RP7：A/D電路雙極性零點調整電位器
RP6：A/D電路滿度調整電位器
XF1、XF5：模擬電壓輸入單端、雙端選擇
XF9、XF10：模擬電壓輸入量程選擇
XF7、XF8：D/A輸出極性選擇
XF1、XF2、XF3、XF4：D/A輸出量程選擇
4.2 模入信號37芯D型插座XS1的管腳定義
CH00～CH15：16路模擬信號輸入通道號
CH00～CH07 ：雙端模擬信號輸入正端 （ 雙端方式時）
CH08～CH15 ：雙端模擬信號輸入負端 （雙端方式時）
DA0～DA1：4路模擬信號輸出端
AGND：模擬地
雙端方式時，各通道的對應關系如下表：
原始通道對 對應的采樣通道號 原始通道對 對應的采樣通道號
CH0,CH8 CH0 CH4,CH12 CH4
CH1,CH9 CH1 CH5,CH13 CH5
CH2,CH10 CH2 CH6,CH14 CH6
CH3,CH11 CH3 CH7,CH15 CH7
4.3關于XS2開關量輸入/輸出及8254接口引線插座的管腳定義
DI0～DI15為開關量輸入
DO0～DO15為開關量輸出
OUT0～OUT2 分別為8253的0、1、2的定時/計數器的信號輸出端；
GATE0～GATE2 分別為8253的0、1、2的定時/計數器的門控端；
CLK0～CLK2 分別為8253的0、1、2的定時/計數器的時鐘端；
CLK與板卡上的2M晶振相連。
GND：數字地
VCC：+5V
五、短路套設置及數據格式
A/D電路部分：
1、 模擬信號輸入方式選擇
①
單端輸入方式：
XF5
XF6
②
雙端輸入方式：
XF5
XF6
2、模擬信號輸入量程選擇
XF9 XF10
模擬量輸入范圍為±5V的選擇圖
XF9 XF10
模擬量輸入范圍為0V～10V的選擇圖
XF9 XF10
模擬量輸入范圍為±10V時的選擇圖
3、AD數據格式：
USB2013通過函數ReadDeviceAD進行16位讀操作，將讀入A/D轉換結果12位數據，其各位定義如下：
D15 D14 D13 D12 D11 D10 D9 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
× × × × AD11 AD10 AD9 AD8 AD7 AD6 AD5 AD4 AD3 AD2 AD1 AD0
其中：AD0～AD11：為A/D轉換結果的12位數據。×：不用。
USB2013板為雙極性模擬輸入時的結果數據格式如下表所示：
輸入 A/D結果編碼
正滿度 111111111111
正滿度－1LSB 111111111110
中間值+1LSB 100000000001
中間值（零點） 100000000000
中間值－1LSB 011111111111
負滿度+1LSB 000000000001
負滿度 000000000000
USB2013板為單極性模擬輸入時的結果數據格式發下表所示：
輸入 A/D結果編碼
正滿度 111111111111
正滿度－1LSB 111111111110
零點+1LSB 000000000001
零點 000000000000
例如：在[-5V，+5V]量程下采集2、3、4三個通道的數據，且分別在這三個通道上輸入2.5V，0V，-2.5V的直流電壓，那么通過ReadDeviceAD函數取得的值分別是十六進制：0c00，0800，0400。
D/A電路部分：
1、 模擬信號輸出量程選擇
輸出范圍 XF7 XF8 XF4
(DA0) XF3
(DA1) XF2
(DA2) XF1
（DA3）
0～5V
0～10V
－5V～+5V
-10V～+10V
2、D/A數據格式：
D/A轉換數據寄存器
數據位 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
數字信號 DA7 DA6 DA5 DA4 DA3 DA2 DA1 DA0
數據位 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
數字信號 NC NC NC NC DA11 DA10 DA9 DA8
其中，DA11—DA0為需要進行D/A轉換的12 位數據。NC：不用。
USB2016板為雙極性電壓輸出時數據格式如下表所示：
輸入 D/A數據編碼
正滿度 1111 1111 1111
正滿度－1LSB 1111 1111 1110
中間值+1LSB 1000 0000 0001
中間值（零點） 1000 0000 0000
中間值－1LSB 0111 1111 1111
負滿度+1LSB 0000 0000 0001
負滿度 0000 0000 0000
USB2016板為單極性電壓輸出時的數據格式如下表所示：
輸入 A/D結果編碼
正滿度 1111 1111 1111
正滿度－1LSB 1111 1111 1110
零點+1LSB 1000 0000 0001
零點 0000 0000 0000
六、模擬輸入信號的連接方式
6．1 單端輸入方式：
USB2013板均可按圖4.1連接成模擬電壓單端輸入方式，16路模擬輸入信號連接到CH00～CH15端，其公共地連接到AGND端。
單端輸入方式，主要應用在噪聲干擾不高的場合
6．2雙端輸入方式：
USB2013板可按圖3.2連接成模擬電壓雙端輸入方式，可以有效抑制共模干擾信號，提高采集精度。8路模擬輸入信號正端接到IN00+～IN7+端，其模擬輸入信號負端接到IN00-～IN7-端，并在距離XS1插座近處，在IN00-～IN07-端與AGND端各接一只幾十KΩ至幾百KΩ的電阻（當現場信號源內阻小于100Ω時，該電阻應為現場信號源內阻的1000倍；當現場信號源內阻大于100Ω時，該電阻應為現場信號源內阻的2000倍），為儀表放大器輸入電路提供偏置。
雙端輸入方式，主要應用在噪聲干擾高的場合
七、使用方法
1、用USB電纜將USB2013板與主機連接起來，若發光二極管亮，則表示USB2013板電源已接通。
2、時主機屏幕上會顯示檢測到artUSB2013設備，接著讓您安裝驅動程序，您須插入本公司提供的安裝盤。詳細的安裝過程請見本公司軟件說明書的USB部分。
3、安裝完畢后，打開USB2013操作系統，即可檢測設備是否正常工作。
注：其硬件參數配置請參考軟件說明書中USB部分的結構USB_PARA中的介紹。
八、應用注意事項
在公司售出的產品包裝中，用戶將會找到這本說明書和USB2013板，同時還有產品質保卡。產品質保卡請用戶務必妥善保存，當該產品出現問題需要維修時，請用戶將產品質保卡同產品一起，寄回本公司，以便我們能盡快的幫用戶解決問題。
在使用USB2013板時，應注意以下問題：
①USB2013板正面的IC芯片不要用手去摸，防止芯片受到靜電的危害。
②用戶務必注意電源的開關順序，使用時要求先開主機電源，后開信號源的電源；先關主機電源，后關信號源的電源。
九、校準
USB2013板出廠時已經校準，只有當用戶使用一段時間后，或者用戶認為需要時才做校準。
準備一塊5位半精度以上數字電壓表，安裝好USB2013，打開主機電源，預熱15分種。
A/D校準
1、 模擬輸入的任兩個通道，比如CH0、CH1通道，將CH0通道輸入接0伏電壓,CH1接正滿度電壓4997.56毫伏或9997.56毫伏(依AD量程而定)。
2、 如果AD輸入是雙極性，調整電位器RP7，使讀回的A/D轉換結果在7FFH和800H 之間
變化。如果AD是單極性,調整電位器RP8，使讀回的AD數據在000H～001H之間變化。
3、如果AD量程為-5～+5V,將模擬輸入通道CH1的輸入接+4997.56mV，如果AD量程為0～10V則將CH0的輸入接9997.56V,調整電位器RP6，使讀回的A/D轉換結果在FFEH～FFFH之間變化。
4、重復2）、 3）步驟，直到滿足要求為止。
D/A校準
（一） 雙極性輸出的校準：
1） 將數字電壓表的地線與37芯D型插頭XS1中的任意模擬地(AGND)相接,電壓表的輸入端與需要校準的DA通道相連接。
2） 在Windows下運行USB2013測試程序，選擇菜單文件操作下的D/A輸出檢測，根據需要校準的通道選擇相應的手動單點輸出。
3） 將D/A輸出設置為2048，通過調整電位器RP5，使相應的D/A輸出
為0.000V。
4） 將D/A輸出設置為4095，通過調整電位器RP1～RP4，使相應的D/A輸出為5.000或10.000V。
5） 重復以上3)、4）步驟，直到滿足要求為止。
（二） 單極性輸出的校準
1） 將數字電壓表的地線與37芯D型插頭XS1中的任意模擬地(AGND)相接,電壓表的輸
入端與需要校準的DA通道相連接。
2） 在Windows下運行USB2013測試程序，選擇菜單文件操作下的D/A輸出檢測，根據
需要校準的通道選擇相應的手動單點輸出。
3） 將D/A輸出設置為0，通過調整電位器RP5，使相應的D/A輸出為0.000V。
4) 將D/A輸出設置為4095，通過調整電位器RP1～RP4，使相應的D/A輸出為5.000或
10.000V。
5) 重復以上3)、4）步驟，直到滿足要求為止。
十、保修
USB2013自出廠之日起，兩年內，凡用戶遵守運輸，貯存和使用規則，而質量低于產品標準者公司免費修理。
