硬件系统框架

硬件产品思维架构，包含硬件所有构造（电源 MCU 驱动 信号链 选型）。件（英文名Hardware）是计算机硬件的简称（中国大陆及香港用语，台湾叫作:硬体），是指计算机系统中由电子，机械和光电元件等组成的各种物理装置的总称。这些物理装置按系统结构的要求构成一个有机整体为计算机软件运行提供物质基础。

硬件框架

• 1. 公司运营，产品开发，硬件开放逻辑
  • 公司运营逻辑
    • OEM ODM OBM
    • 全面质量管理体系
    • DFX卓越设计
    • 风险管理
  • 产品开发逻辑
    • ID结构设计
      • 概要设计
      • 详细设计
      • 调试验证
    • MD设计
    • 软件设计
      • 概要设计
      • 详细设计
      • 调试验证
    • 硬件设计
      • 概要设计
      • 详细设计
      • 调试验证
  • 硬件开发逻辑
    • 硬件需求分析
    • 硬件系统方案设计
    • 硬件细节设计
    • 测试
• 2. 各种元器件基础知识
  • 基础工作原理分析
  • RLC理论计算
  • E系列
  • 标识
  • 温度等级
  • 元器件参数
• 3. 电源树设计
  • 什么是电源树，电源树的形态是什么？
    • 电源树
      • 电源管理芯片
    • 时钟树
      • 内部时钟
        • RC内部震荡电路
      • 外部时钟
        • 晶振
      • PLL_M
    • 二叉树
  • 合理的原理图设计应该是怎样的？
    • 系统框图
    • 电源树
    • 层次原理图
    • 元器件标识应该按照模块或sheet编号进行标识
    • AD建立工程基本操作
  • 电源类型剖析
    • AC-AC
    • AC-DC
      • AC-DC
        • 整流型
        • 变压器型
        • 开关式
          • 反激式
          • 正激式
          • 半桥式
          • 全桥式
    • DC-DC
      • 开关稳压电源
        • BUCK
        • Boost
        • Buck-Boost
      • 线性稳压电源
        • 三端子稳压器
        • LDO
    • DC-AC
    • AC-DC-AC
• 4. 驱动电路设计
  • BJT
  • MOSFET/JFET
  • SCR
  • TIRAC
  • IGBT
• 5. 接口电路设计
  • 电源接口
    • EMI滤波电路设计
    • EMS防护电路设计
  • 通讯接口
    • EMI滤波电路设计
    • EMS防护电路设计
• 6. MCU外围电路设计
  • 最小系统
  • 电源系统
  • 存储，通讯相关外围电路等
• 7. 工业信号链设计
  • 思维
    • 产品设计思维
      • 金字塔思维
        • 系统框图
      • 倒金字塔思维
        • 核心器件扩充
  • 传感器系列
    • 种类
      • 光学类
        • PD（光电二极管）
          • 光转换电流（线性）
        • PMT（光电倍增管）
          • 光转换高压（多级），输出电流
        • 医疗IVD
        • 反射式槽型
          • 检测物体距离
      • 温度相关
        • NTC
        • PTD
        • 热电藕
        • 热电堆
        • 热释电
      • 电化学
      • 涡流效应传感器
      • 线性霍尔
      • 九轴传感器
  • 信号调理
    • 将信号放大到抗噪级别
      • 传感器内阻和信号输入端内阻之间阻抗匹配
      • MUX（多选一）开关的漏电流与电荷注入的问题
    • 降低源阻抗
      • 隔离
        • 光隔离
          • 光耦
        • 磁隔离
          • 霍尔
        • 电容隔离
    • 信号变换
      • 反相比例反大
      • 正相比例放大
      • 加法器
      • 减法器
      • 比较器
      • 跟随器
      • 积分运放
      • 微分运放
      • 对数运放
      • 仪表运放（消除共模）
    • 滤波器
      • 高通滤波
      • 低通滤波
      • 带阻
      • 带通
      • 有源滤波（运放）
      • 滤波逼近
        • Bessel
        • Butterworth
        • Chebyshev
        • Elliptic
    • 保护
      • 过压
        • 钳位二极管
      • 过流
        • JFET
  • ADC
    • 种类
      • SAR
      • PIPELINE（最贵）
      • Delta-sigma
      • FLASH
    • 参数
      • 准确度
        • 接近正确电压的能力
      • 精确度
        • 可重复性
      • 分辨率（位数）
        • 最小步进
      • 采样率
    • 架构
      • 采样保持
        • 输入信号
        • 电压跟随
          • 阻抗匹配
        • 开关管
          • MOSFET
          • JFET
        • 电容
        • 电压跟随
          • 阻抗匹配
      • 防混叠和尖峰电压
        • 混叠问题
          • 无噪声
            • 香农采样定律
          • 有噪声
            • 防混叠滤波器
          • 混叠频率=fnoise+±kfsamble
        • 尖峰电压
          • Charge Bucketfilter
      • 输入类型及输入防护
        • 单端单输入
        • 伪差分
          • 两端输入，不过一端接地
        • 全差分
          • 双端输入，两端相加固定为最大量程
        • 真差分
          • 双端独立输入
        • 单级性
          • 如果两个输入端相对于对地而言是同一个极性则为单极性
        • 双级性
          • 有正负
        • 过流
          • JFET串连
        • 过压
          • 肖特基钳位和稳压管
      • 量化
      • 编码
    • 设计
      • AFE
        • ADC输入类型
          • 差分输入
            • 伪差分
            • 全差分
            • 真差分
          • 单端输入
        • ADC类型
          • SAR
          • dea-igma
          • pipeline
        • 滤波电路
          • 防混叠
          • buckcharge
        • 信号调理
        • 保护电路
          • 肖特基二极管
          • JFET
      • 参考电压源
        • 高精度
        • 低噪声
      • 通讯
        • 串行
        • 并行
      • 外围电路
      • 软件
      • 拟合
    • 基础
      • Nyquist定律
        • 如果fs＜2fa,就会发生混叠现象
      • 香农采样定律
        • 采样频率＞2倍的模拟信号频率
  • 执行机构
    • DAC
      • 应用
        • 自动校准
          • 自动补偿器件因时间产生的误差所需的电压
        • 信号发生器
        • Audio音频
        • 马达控制
      • 架构
        • R-2R
          • expensive
          • high acurracy
          • 架构
            • 每位是R-2R串连，从中间取压
              • 每位需要n个开关管
              • 2n个电阻
              • 积分线性误差＜电阻串
        • MDAC
          • 架构
            • 和R-2R类似，但把电压转换成电流
        • 电阻串
          • lost cost
          • limited accuracy
          • 架构
            • 一个Vref,通过电阻分压网络得到不同的参考电压源
              • 需要2^n个电阻
              • 需要2^n个开关管
        • current steering
          • 建立时间短，位数地
            • 适合高速，视频
        • delta slgma
          • 位数高，建立时间长
            • 适合校准电路
      • 参数
        • 器件固有误差
          • 积分线性误差
            • DAC产生电压是阶梯形式，而模拟是线性连续的
        • 位数
        • 建立时间
    • 负载
      • 电阻性负载
        • 功耗
          • 选型合理
      • 电容性负载
        • 瞬态电流过大，对运放而言引入新的极点，有可能导致系统震荡
          • 改变相位裕量
      • 电感负载(马达，继电器，电磁阀)
        • EMF
          • snubber circuit
  • 参考电压源设计
    • 应用
      • 数据采集
      • 工业控制精密设备
      • ADC/DAC
      • 医疗
    • 辨析
      • Voltage REF(30ma)
        • 参考()，精度高（0.2%），温度系数误差低
      • LDO(1A~)
      • Zener Diode(100ma~300ma)
      • 供电，提供能量，误差较大（2%）
    • 定义
      • 只做电压参考，不提供能量
        • 说明公差，误差（补偿电路）
    • 拓扑结构
      • 串联
      • 分流（并联）
        • TL431
    • 参数
      • 精度
      • 温度系数误差
      • 零漂
• 8. 选型
  • 需求（举例）
    • 16通道
      • ADC通道数
    • 温度精度±0.1摄氏度
      • 温度分辨率至少±0.05摄氏度
        • ADC位数
    • 温度变化率6.5摄氏度/s
      • ADC采样率
    • UI（显示器，232，SD，E2PROW）
      • MCU类型
  • 无源器件（举例）
    • 温度传感器的确定
      • RTD
      • NTC
      • 热电偶
      • PIR
      • NTC
  • 有源器件
    • ADC选型
      • 采样率确定
        • 6.5摄氏度
          • 0.05摄氏度/7.7ms
      • 通道数
        • 可以选择16位，也可以选择8位用菊花链连接
      • 位数
        • 分辨率
          • 温度精度在±0.1摄氏度，而我们ADC的分辨率识别的是电压的变化，温度的变化怎么体现在电压上面
          • NTC+固定电阻其串联（ΔT-ΔR-ΔV）
            • ADC≥16位
      • 资源
        • 半导体厂商官网
          • ADI
          • TI
          • TDK
        • 第三方平台
          • 立创
          • 华秋
          • digikey
          • arrow
          • RS
          • 贸泽
    • MCU选型
      • 控制器
        • CPU
        • MPU
        • SoC
        • FPGA
        • PLC
      • 控制器类型确定
        • MCU（8位，16位，32位）
          • 根据外设需求选择32位MCU
    • 选型依据
      • 供货稳定
      • 价格
      • 库存
    • 半导体厂商
      • TI
      • ST
      • NXP
      • Microchip
      • Atmel
      • cypress
      • 瑞萨
    • ST32位
      • （STM32F0，F1，F2，F3，F4，H7，MP151等等）
  • 电力器件
  • EMC辅助电路器件
    • EMI滤波器件
    • EMS防护器件

工业信号链