需在家用台式機上采集約20路差分訊號（±15V電位、通訊協定未知），追求簡單經濟的硬體方案。本文分析訊號特性，推薦三種可行路徑並給出選型建議。
訊號特性分析
- 電壓範圍：±15V超出常見ADC單極性輸入範圍（0~3.3V/5V），需訊號調理（衰減、平移、差分轉單端）。
- 通道數：20路差分 = 40根單端線，連接器與布線複雜度高。
- 協定未知：無法針對特定協定（CAN、RS-485、專有串列）選擇專用介面卡，需採用通用高速資料擷取模式（如邏輯分析儀、高速DAQ）。
方案一：USB邏輯分析儀（最經濟、上手最快）
- 代表產品：Saleae Logic 8/16（官方/克隆版）、DSLogic U3Pro16、Kingst LA2016。
- 特點：採樣率最高100MHz~1GHz，16~32通道，支援協定解碼（I2C、SPI、UART、CAN等），USB供電，體積小。
- 訊號調理：需自行製作分壓器+緩衝器小板（電阻分壓±15V→±3.3V，再接單晶片IO或專用緩衝IC如74LVC245），或購買現成±24V轉3.3V光耦隔離板。
- 成本：克隆版邏輯分析儀約¥150~300，調理板自製約¥50，總計¥300以內。
方案二：USB高速DAQ卡（工業級、支援類比輸入）
- 代表產品：Advantech USB-4750、NI USB-6000/6001、Measurement Computing USB-1608G。
- 特點：內建可程式增益放大器（PGA）、差分輸入、16-bit ADC，支援±10V或±20V量程（需確認規格），驅動支援LabVIEW/Python/C#。
- 成本：二手/舊款約¥800~2000，全新超¥3000，超出「經濟」定義。
方案三：資料機/單晶機+USB/網路傳輸（DIY彈性最大）
- 主控：STM32F4/F7/H7（ADC通道數足夠、可外掛ADC）、ESP32（Wi-Fi/BT傳輸）、RP2040（低成本）。
- 前端：ADS8688/ADS8698（16通道同步採樣ADC，±15V直驅）、或MCP3912等差分ADC + 運算放大器調理。
- 傳輸：USB CDC/虛擬序列埠、以太網（UDP/TCP）、Wi-Fi。
- 成本：開發板+ADC模組約¥200~500，需自寫韌體與上位機軟體，開發工時成本較高。
選型建議
| 優先級 | 推薦方案 | 適用場景 |
|---|
| 1️⃣ 最省錢/最快上手 | 方案一：克隆版Saleae/DSLogic + 自製分壓調理板 | 協定分析、時序擷取、一次性專案 |
| 2️⃣ 需類比波形/精確電壓值 | 方案二：二手Advantech/NI USB-DAQ | 長期專案、需校準報告、整合既有LabVIEW系統 |
| 3️⃣ 量產/嵌入式整合/特殊協定 | 方案三：STM32/ESP32 + 專用ADC | 產品化、現場部署、需無線傳輸 |
關鍵提醒
- 接地參考：被測系統與台式機若非同一接地，必須加隔離（光耦、磁耦、隔離DC-DC），否則恐損毀主機板/USB控制器。
- 防呆保護：調理板務必加TVS二極體、系列電阻限流、鉗位二極體，防止±15V誤接燒毀ADC/單晶片。
- 軟體：方案一用Saleae Logic 2 / PulseView (sigrok)；方案三需自寫或改用sigrok-cli支援的協定解碼器。
若只是臨時抓波形分析協定，方案一性價比最高；若需長期自動化記錄電壓數值，建議投入方案二。
