📐 高精度数据采集系统
30章 · 从零到实战
🎓 友好色系
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01
系统概述与需求分析
高精度定义·应用场景·设计指标：分辨率/采样率/精度/噪声
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02
传感器选型与信号特性
温度/压力/应变/电流·模拟/数字·差分/单端·实战案例
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03
信号调理电路设计（一）
仪表放大器·CMRR·增益设置·AD620/INA128
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04
信号调理电路设计（二）
有源滤波器·低通/高通/带通·二阶巴特沃斯
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05
抗混叠滤波器设计
采样定理·混叠·RC与有源对比·设计实例
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06
模数转换器（ADC）基础
SAR/Sigma-Delta/流水线·INL/DNL/ENOB
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07
高精度ADC选型与驱动
ADS1256/AD7768/LTC2500·参考源·驱动电路
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08
参考电压源设计
REF5025/ADR4550·低噪声·布局布线
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09
模拟前端（AFE）整体设计
AFE架构·噪声预算·增益分配·多通道同步
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10
PCB布局与布线（模拟部分）
模拟/数字地分割·星形接地·保护环
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11
电源管理设计
低噪声LDO·开关噪声抑制·纹波测量·时序
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12
数字接口与通信协议
SPI/I2C/UART·高速SPI·隔离通信
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13
微控制器选型与固件架构
STM32/ESP32/Cortex-M·任务调度·DMA/中断
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14
数据采集固件开发（一）
ADC驱动·SPI调试·轮询与中断
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15
数据采集固件开发（二）
DMA传输·双缓冲·时间戳·FIFO
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16
RTOS在采集系统中的应用
FreeRTOS·信号量·队列·实时性
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17
17
数据同步与多通道采集
多ADC同步·时钟抖动·软/硬件同步
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18
18
噪声分析与抑制技术
热噪声/1/f/量化噪声·硬件软件滤波·均值/中值
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19
校准与补偿技术
零点/满量程校准·温度补偿·线性度校正
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20
高精度定时与采样时钟
晶振选型·时钟抖动·PLL·低抖动设计
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21
数据存储与传输
SD卡/Flash·USB/以太网·CRC校验
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22
22
上位机软件架构
Python/PyQt·实时波形·数据记录回放
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23
23
数据可视化与仪表盘
Matplotlib/Plotly·频谱图·仪表盘布局
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24
数据处理与特征提取
FIR/IIR·FFT·时域特征：均值/方差/峰值
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25
系统集成与调试
软硬件联调·信号发生器·噪声/漂移排查
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26
26
电磁兼容性（EMC）设计
屏蔽·滤波·接地·ESD·PCB规则
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27
27
可靠性设计与测试
环境测试·长期稳定性·MTBF
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28
28
低功耗数据采集系统
功耗预算·睡眠模式·间歇采样·能量采集
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29
无线数据采集系统
Wi-Fi/蓝牙/LoRa/ZigBee·可靠性·功耗距离
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30
项目实战：多通道高精度温度采集
从需求到交付·指标验证·文档总结
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