新一代便携式采集器

新一代便携式采集器，具有高速、高带宽、可重构、灵活部署等优势。是集示波、存储，采集记录、分析，信号激励于一体的可重构新型采集器。单台示意图如下：

1. 特点  

便携、小型化、模块化、宽温运行，单台及多台分布式部署，配置灵活的附件可完成单点信号的测试、记录、回放、数据分析等，也可多台组网完成系统级信号测试及信号激励仿真。

★多种应用场景

便携式采集器可以应用于实验室、外场、工厂等环境下的数据示波记录、数据采集、激励仿真等应用。

★适用于各种恶劣环境

便携式采集器具有工业级温度环境（-40℃~+70℃） 和严苛的抗冲击振动设计，能够满足在低温、车载测试、机载测试环境下的应用。

★灵活组合

便携式采集器为插卡式模块化设计，可以根据不同的任务安装不同的模块。功能模块分为三大类：数据示波记录模块、数据采集模块和各种信号激励模块。

★高数据带宽

单板最大存储带宽大于 300MB ，整机最大存储带宽大于2.4GB 能够实现高速采集的实时存储。

★高精度

示波模块 ADC 分辨率为 14Bit 和 16Bit ，远高于一般的示波器；数据采集模块 ADC 分辨率为 24Bit和 32Bit，提供更高的采集精度。

★多种拓扑结构

1）单台设备独立工作

按预设软件脱离上位机运行。上位机通过以太网接口对采集器进行配置，配置完成后软件自动进行规则检查，然后下载配置文件，采集器按配置文件自动运行。

2）单台与上位机协同工作

上位机配置完成后，下位机与上位机协同工作。

3）多台同步工作

2. 多种应用场景

1）数据示波记录

数据示波记录模块采用高带宽、高分辨率对信号的细节清晰展示，如信号抖动、过冲、欠压、脉宽异常等。

记录模式支持全记录、事件记录 2 种模式。全记录完整采集过程的所有数据，事件记录存储只记录满足条件的数据，用于快速地定位故障点。

2） 数据采集

数据采集模块用于对信号进行采集记录，如传感器类信号（温度、振动、冲击和压力），万用表模块可以进行电压、电流、电阻等信号测试。数据记录采用高分率 ADC（24bit 或 32bit）对高精度信号进行采集存储。此类信号采样率在几 K 到 1M 之间。

3）信号激励

信号激励模块包含常用的电压输出、电流输出、离散量输出、电阻输出、热电偶信号输出、电容仿真、旋变和 L/RVDT 仿真等。

多种功能模块组合可以完成各型产品的测试。软件采用上位机和下位机结构，下位机运行 Linux 实时操作系统，保证稳定性和实时性，上位机运行 Windows 或 Linux 系统，实现 ICD 的编辑、管理、下载和测试结果显示。

3. 采集器组成

采集器由采集器主机、功能模块、软件和附件组成。

3.1. 便携式采集器主机

采集器主机最大支持 8 个功能模块，每个功能模块通过 PCIe 总线与 CPU 模块通讯，实现数据高带宽可靠传输。采集器具有同步接口，易于实现多台采集同步采集。采集器有 8 槽和 2 槽两种配置，主机外观尺寸如下：

2 槽采集器尺寸

正视图

插入数据记录模块示意图

插入其他模块示意图

多台堆叠使用示意图

采集器主机功能框图

3.2. 功能模块

功能模块按应用场景分为：  示波记录功能模块、数据采集功能模块和信号激励功能模块。

示波记录功能模块特点为高速、高模拟带宽和高分辨率，实现尽可能真实地还原信号的模拟特性。配合软件可以实现信号的时域、频域信号分析和特殊事件记录和快速查找。

数据采集特点为高分辨率和高动态范围，更侧重于信号的精度。

采样率一般为几十 Hz 到几百 KHz。

3.2.1. 示波记录功能模块

示波记录功能模块，采样率最大 125M ，配置表如下：

单台采集器记录时间

示波记录功能模块参数

3.2.2. 数据采集功能模块

数据采集功能模块，参数表

3.2.3. 信号激励功能模块

信号激励模块参数

3.3. 软件

3.3.1. 功能描述

软件分为数据采集与记录板块和数据激励板块。

数据采集与记录板块具有示波和记录 2 种工作模式。示波模式时可以作为一个大容量的高分辨率数字示波器使用；记录模式时可以作为高速、高带宽的记录仪使用。便携式采集记录仪具有超快速的时基调节、丰富的触发方式、专业的数学运算、参数测量统计和数据保存与回读等。

数据激励板块具有 ICD 管理、测试用例管理、测试控制功能、报表生成等功能，支持手动、 自动测试。

3.3.2. 数据采集与记录

3.3.2.1.    超快速的时基调节

传统示波器在调节时基时，需要循序步进，而便携式采集记录仪除了具有传统的循序步进之外，还具有时基矩阵设计，任意时基点一步到位，进一步提升工作效率。

时基调节示例界面

3.3.2.2.    丰富的触发方式

便携式采集记录仪提供了多种触发方式，包括边沿触发、脉宽触发、逻辑触发、N 边沿触发、欠幅触发、斜率触发等。无论是需要捕捉特定的边沿变化，还是关注信号的持续时间或频率，都能满足需求。

触发设置示例界面

3.3.2.3.    专业的数学运算

便携式采集记录仪支持各种数学函数运算，如加法、减法、乘法、除法、积分、微分运算等。支持 FFT 快速傅里叶变换功能，可以实时地将采集到的波形信号进行频谱分析。这有助于识别信号中的各个频率成分，以及检测和分析频谱特征。

数学运算示例界面

3.3.2.4.    参数测量统计

支持多种波形参数自动测量统计功能，统计会把屏幕上捕获的所有波形进行测量统计，可同时统计当前值、最大值、最小值和平均值、标准差等。保证每一次的波形数据都被真实记录下来，可更加准确、全面地了解测量结果。

参数测量示例界面

3.3.2.5.    串行总线解码与分析

支持多种串行总线解码（RS-232/422/485 、CAN 、SPI 、ARINC429、 1553B），配合 TXT 解码文本模式，可将解码数据导出 csv 格式，保证数据不遗漏。

串行总线解码与分析示例界面

3.3.2.6.    事件记录

支持事件记录功能，设置好特定条件后，可以将符合条件的数据快速定位，避免了对大量数据的人工查找。

例如，系统采集供电电源的稳定性，可以设置电源电压低于 18V时触发事件。采集器对全部数据采集存储的同时，还将记录事件

点和数据，在分析数据时可以快速地查看所有低于 18V 电源的事件点和前后一段数据。

事件记录示例界面

3.3.2.7.    数据保存与回读

支持将波形和测量结果保存为二进制 BIN 格式文件。支持以时间日期排序查看存储的文件。支持直接将保存的信号在软件内还原打开，进行测量分析。支持较大的数据文件按设定时间间隔进行分割。支持方便快捷地实现对数据图形进行数据点显示、各通道同时缩放、取值、时间间隔计算等操作。

数据回读分析示例界面

3.3.2.8.    支持多种标准格式导出

支持多种数据格式导出：数据二进制、CSV 、文本、图片等。无论是数据二次回读、开发软件分析都十分便捷。

3.3.3. 数据激励

便携式采集记录仪支持多种激励模块，通过软件完成信号激励装置以及硬件接口配置。

3.3.3.1.    ICD 管理

根据测试设备 ICD 定义对整个试验环境中所需要的 ICD 数据进行录入（导入）和编辑管理。

根据不同的采集需求配置不同的硬件采集模块，同时为这些模块配置不同设置参数，并保存到excel 格式文件中，示例界面如下：

硬件映射管理界面

数据帧编辑模块：实现数据帧的格式编辑，以便测试用例编辑和测试时使用。分为串口数据帧编辑和 1553B 数据帧编辑。

串口帧结构不固定，串口帧提供 bit位编辑功能，默认串口帧结构为：帧头、数据字、校验、帧尾。

串口数据帧编辑示意图

1553 数据帧编辑：1553B 帧编辑时需要确认 1553B 模块当前仿真模式，1553B 模块提供三种仿真模式：BC 、RT 、BM；程序还支持数据字段的 bit 位编辑。

1553B 数据帧编辑示意图

3.3.3.2.    测试用例管理

将各项功能测试程序涉及的激励、结论、过程等信息形成测试

用例，并在测试用例管理环境中对测试用例进行建立、导入、编辑、管理。测试用例编辑完成后保存到 excel 文件中。

示例界面如下：

测试用例编辑示意图

3.3.3.3.    测试控制功能

负责对整个试验环境中所有的测试流程提供自动化的测试执行和管理功能，通过特定的测试用例格式描述一系列测试流程，并以文件脚本的方式存储在软件平台上，在执行过程中运行脚本文件实现测试用例的执行在用户界面上实时显示每个测试用例的执行过程和执行结果，便于用户直观地对整个测试过程的掌控。

测试包括两种方式：通过参数设置界面手动测试或通过调用测试用例自动进行测试。

手动测试：用户手动设置调整激励参数和激励项。

手动测试示意图

自动测试：通过调用测试用例自动完成测试。单个测试用例应具备各信号间时序设置功能，多个测试用例间应具备时序设置功能。软件具备测试用例依次执行的能力。

自动化测试示例界面

3.3.3.4.   报表生成功能

该功能将测试结果生成测试报告和文档，进行测试报文的管理。根据测试记录，选择指定的打印机，生成excel 报表并选择打印报表。报表生成界面示意图如下图：

报表生成界面示意图

3.4. 附件

为适应多场景应用需求，采集仪配置多种附件，分为显示组件、电池组件、测试组件、安装组件、连接适配组件。

3.4.1. 显示组件

采集器可选配一个 15.6 寸的外置显示器，外置显示器具备超薄、轻便特性，支持 HDMI 接口与采集器主机相连，可显示采集器实时采集数据与波形。外置显示器外观及特性如下图所示：

3.4.2.  电池组件

采集器配有设计成熟的外置多功能电池，即可以满足采集器外场无供电环境也可满足供电无法到达环境下的工作环境。外置电池可提供多种接口，如下图：

特性：

  电池容量： 145600mAh

 额定容量：538Wh

 AC 额定输出能量： 431Wh

  功率：600w（峰值 1200w）

 输出波形：纯正弦波

 产品尺寸：226*171*231mm 重量： 4.5kg

  交流输出：220V~50Hz，600W（峰值 1200W）

 USB -A1:5V (3A)\9V (2A)\12V (1.5A) （快充 3.0）

 USB -A2:5V (2A)

 DC 输出：12V (10A)

 Type-C-1:PD100W5V\9V\12V\15V (3A)\20V (5A)

3.4.3. 测试组件

支持的常用示波器探头参数：

3.4.4. 安装组件

采集器为不同测试场景配置了多种安装组件，解放双手，便于测试人员对信号的探测与线缆的布设。

1） 三角支架

采集器可以安装在定制的折叠三角支架上，三角支架采用铝制合金材质，也可采用更轻的碳纤维材质。利用三角支架的高度，便于采集器在一定高度下，更靠近被测产品。例如外场飞机旁，能够解放双手。效果图如下：

2）背带

若需要单台测试，又需要登机时可配置胸前背带。，将采集器背至

胸前，测试时无需担心设备的放置问题，从而解放双手便于设备的操作和测试，背带模式参考如下图：

3.4.5. 连接适配组件

采集器不仅可以作为标准的示波记录仪、信号激励器，也可作为单点信号调试测试设备，利用采集器配置的万用表、采集卡等可进行设备信号的故障诊断测试，采集器配有信号转接板，可将信号端口引出到端子排，进而可以方便信号的夹取和探测。端子板可通过导轨安装在桌子或测试台架上，端子板示意图如下：

为方便机载设备信号的转出采集器也配有端子板到各类航插的转接盒（可定制），既方便机载设备单点信号的转出测试，也可利用采集器搭建大型测试系统作为信号适配转接。航插转接盒示意图如下：

机载设备单点信号的转出测试，示意图如下：

多台采集器构建测试系统实际应用场景：

4. 采集记录功能技术指标

  具有不少于 16 通道示波记录功能

  通道间隔离

  通道参数

u 最大采样率：125M

u ADC 分辨率：不低于 14Bit

u 直接最大输入：不低于 270V

u 支持标准电压、电流示波器探头接入

  支持连续数据记录功能，存储带宽≥2.4GB

  存储容量不小于 20TB

  支持 USB 或以太网接口数据下载

  支持多种触发方式：包括边沿触发、脉宽触发、逻辑触发、N 边沿触发、欠幅触发、斜率触发等

  支持事件记录功能

  模块化设计、支持模块快速更换和软件重构

  支持多台组网，

  同步精度

u 板卡间：≤10ns

u 机箱间：≤50ns

  体积：不大于 260mm×165×250mm

  重量：不大于 3.5kg

  温度：

u 工作温度：-40℃~+55℃

u 存储温度：-55℃~+70℃

u 相对湿度：5%～95%（不凝露）

  供电

u DC 27V

  振动

u 随机振动 5～2000Hz，3Grms

  冲击

u 15g/11ms

  软件

u 具有配置和管理功能

u 具有参数设置功能

u 具有工作状态监视功能

u 专业的数学运算、参数测量统计

u 具有数据下载功能

u 数据分析功能

u 记录仪能与软件联机和脱机工作