作者：高天虹 馬恩云 北京泛華恒興科技有限公司

摘要：每天都有新穎易用的電子產(chǎn)品面世，這些產(chǎn)品在豐富了消費者日常生活的同時，對于電子設備生產(chǎn)商也提出了更高的要求，產(chǎn)品型號更迭更頻繁，產(chǎn)品設計更人性化，產(chǎn)品功能集成度更高，這些改變意味著：產(chǎn)品的生產(chǎn)廠商需要更加高效率的測試系統(tǒng)，而測試系統(tǒng)的核心部分為數(shù)據(jù)采集，如何讓數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)兼具高效率與低成本成為了關鍵。

隨著消費電子領域的競爭愈發(fā)激烈，消費者對產(chǎn)品品質(zhì)與性能的追求不斷提升，測試成了保障產(chǎn)品品質(zhì)的方法。于是，電子廠商需要一套兼顧高效率與低成本的測試測量系統(tǒng)，其中，數(shù)據(jù)采集是核心部分。泛華PS DAQ數(shù)據(jù)采集平臺具有模塊化、易用、成熟可靠等特性，成為國產(chǎn)測試設備的領航者，已經(jīng)在航空航天、國防軍工、汽車、電子、能源等領域得到廣泛應用。

數(shù)據(jù)采集（DAQ）是將各種傳感器輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并傳輸至計算機再進行分析、處理、顯示等操作的過程，是測試測量系統(tǒng)的必備技術。在裝備國產(chǎn)化日趨成為主流的背景下，能夠使用擁有自主核心技術、兼具高性能、完善技術支持以及最優(yōu)性價比的一流國產(chǎn)化數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品，是每個工程師的期待。泛華作為本測試測量企業(yè)推出數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品——PS DAQ，以滿足用戶包括模擬輸入、模擬輸出、數(shù)字輸入輸出、計數(shù)器/定時器等在內(nèi)的不同測試測量需求。PS DAQ系列產(chǎn)品包括：多功能數(shù)據(jù)采集卡系列、高速數(shù)據(jù)采集卡系列、動態(tài)信號采集卡系列、雙向數(shù)字IO卡系列等。針對不同應用場合，提供隔離、工業(yè)級等產(chǎn)品配置。
PS DAQ系列產(chǎn)品設計擁有多種自主研發(fā)技術，包括同步技術、隔離技術、抗干擾技術、多功能IO技術（MFIO），多板卡同步互連總線（MSIB）技術等，很好的保證了產(chǎn)品的性能與品質(zhì)，而這些技術對于數(shù)據(jù)采集相關應用來講能夠帶來測試系統(tǒng)性能與品質(zhì)的提升。

PS DAQ產(chǎn)品型譜

商用貨架產(chǎn)品（COTS，Commercial-off-the-shelf）是指可以采購到的具有開放式標準定義的接口的軟件或硬件產(chǎn)品。這一概念在冷戰(zhàn)結(jié)束后被美國國防部正式提出，對當時處于非標定制系統(tǒng)時代的測試測量行業(yè)產(chǎn)生的了深遠的影響，發(fā)展至今，商用貨架產(chǎn)品被廣泛使用，生產(chǎn)廠商也享受到了貨架產(chǎn)品帶來的諸多好處，例如：可靠性、技術成熟并被大量使用、無縫的產(chǎn)品更迭、設備供應商可提供行業(yè)知識和技術支持等。
縱觀國內(nèi)測試測量行業(yè)，真正的商用貨架產(chǎn)品多為國外測試測量設備生產(chǎn)商所提供，國內(nèi)的測試測量廠商還處于“系統(tǒng)集成與定制“的業(yè)務模式中，很少有廠商能夠潛心專注于貨架產(chǎn)品的研發(fā)與生產(chǎn)，因為貨架產(chǎn)品的研發(fā)與完善需要前期大量的投入，這種投入不僅僅在硬件的設計與研發(fā)上，還需要從市場規(guī)劃、生產(chǎn)把控、完善測試、質(zhì)量管理等各個環(huán)節(jié)去持續(xù)投入。并且，貨架產(chǎn)品帶給用戶可靠、低價、成熟、技術有保障等好處的同時，對于測試設備生產(chǎn)商在財力上提出了很高的門檻，面對國外設備的競爭，國產(chǎn)商用貨架產(chǎn)品的銷售額在前期并不顯著，這是一個必經(jīng)的階段，也是讓國內(nèi)生產(chǎn)測試廠商逐漸接受國產(chǎn)商用貨架產(chǎn)品的一個過程。
泛華從生產(chǎn)，研發(fā)與測試各個環(huán)節(jié)著手，為用戶提供成熟的商用貨架產(chǎn)品，有效保障產(chǎn)品品質(zhì)的同時極大降低了成本。泛華對供應商進行定期審核與評估，同時對來料進行完備質(zhì)檢，來料檢驗符合GB/T19001-2008標準。泛華擁有500平米的SMT生產(chǎn)線，標準防靜電凈化廠房，可實現(xiàn)細間距BGA、QFN、英制0603等表面貼裝元器件板卡的焊接和整機裝聯(lián)。測試設備廠商自己掌控生產(chǎn)，能夠從時間成本和質(zhì)量成本兩個方面帶來優(yōu)勢。加工周期大大縮短，維修周期更是從4小時縮短到30分鐘，這使得泛華對客戶需求的相應速度更快。質(zhì)量成本表現(xiàn)在由于能夠從元器件層次進行質(zhì)量把控，相比于外協(xié)生產(chǎn)的產(chǎn)品生產(chǎn)方式，能夠做到質(zhì)量可溯源。在測試方面，泛華擁有專業(yè)的測試隊伍，同時建有步入式老化間，對板卡進行老化測試，相關試驗滿足GB2423-2008，GB/T5170.2-2008的相關需求。
通過幾年的耕耘，已經(jīng)得到眾多客戶認可，并且產(chǎn)品種類和型號逐漸豐富，隨著“中國創(chuàng)造”精神的不斷深入，在測試測量領域，商用貨架產(chǎn)品已經(jīng)進入國產(chǎn)化時代，而國產(chǎn)商用貨架產(chǎn)品在保證品質(zhì)的前提下，在成本與服務方面具有優(yōu)勢。

在消費電子領域，近年來，越來越多的電子設備都將多種功能集成于一體，并且體積更小。這種對于極高靈活性的追求，儀器市場并沒有任何不同。越來越多的生產(chǎn)廠商希望昂貴的測試設備能夠最大化的得到利用，這一需求驅(qū)動著數(shù)據(jù)采集設備也在發(fā)生著變化。
模塊化是一種絕佳的測試系統(tǒng)構(gòu)建思路，將不同功能的產(chǎn)品封裝成不同的板卡，生產(chǎn)廠商只需要根據(jù)測量物理量的需求來選擇硬件板卡，選擇自己所需的通道數(shù)量和信號類型，在統(tǒng)一的模塊化架構(gòu)下，這些板卡可以隨意組合來實現(xiàn)不同的測試項目與功能，最大限度實現(xiàn)可復用性。泛華PS DAQ數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品系列提供了近百種硬件模塊，這些模塊統(tǒng)一于同一架構(gòu)中，客戶利用模塊反復組合出不同的測試系統(tǒng)，實現(xiàn)不同測試任務，這種做法已經(jīng)得到廣泛應用。

 PS DAQ 數(shù)據(jù)采集模塊

當談到數(shù)據(jù)采集時，僅僅通過硬件實現(xiàn)并不是最佳解決方案，易用高效的驅(qū)動軟件是必不可少的組成部分。數(shù)據(jù)采集驅(qū)動軟件的發(fā)展趨勢更加傾向于即插即用與高效兼容這兩大方向?？偠灾瑸闇y試測量工程師節(jié)省開發(fā)時間以及為廠商降低開發(fā)成本是驅(qū)動軟件發(fā)展的趨勢。即插即用意味著數(shù)據(jù)采集設備能夠與更多種類型的傳感器直接連接，且通過計算機能夠直接拿到測試結(jié)果，而高效兼容則需要從操作系統(tǒng)和開發(fā)環(huán)境等多個角度去考慮。
PS-DAQ支持主流的操作系統(tǒng)和開發(fā)環(huán)境，針對所有數(shù)采設備采用統(tǒng)一的編程接口，功能齊全。PS-DAQ基于VISA協(xié)議，可用于Windows XP/Vista/7/8、LabVIEW RT和VxWorks，用戶只需要做少量的改動，就可以在各種操作系統(tǒng)上移植。PS-DAQ驅(qū)動軟件支持的編程語言或平臺包括C/C++、.NET、LabVIEW、LabWindows/CVI。驅(qū)動軟件提供基于ANSI C的DLL，在Windows平臺下的各類編程環(huán)境中均可調(diào)用。
PS-DAQ使用統(tǒng)一的封裝結(jié)構(gòu)，使泛華的數(shù)據(jù)采集硬件可以通過統(tǒng)一的編程接口來使用，保證了設備的高度可互換性。比如，PS PXI-3361是一款250k采樣率的多功能數(shù)據(jù)采集卡，用戶通過編程可以實現(xiàn)模擬量采集、模擬量輸出、數(shù)字IO等操作，如果后續(xù)用戶新的測試項目需要更高的采樣速率，可以將板卡升級為1.25M采樣率的PS PXI-3364，此時，之前編寫的程序無需做任何改動就能夠滿足新的數(shù)據(jù)采集需求，這大大的降低了軟件的開發(fā)成本，縮短了開發(fā)周期，確保了不同板卡間的可互換性。另外，PS-DAQ開發(fā)接口在設計上充分考慮了用戶的使用習慣，提供各類范例程序，幫助用戶快速上手，降低了用戶的學習成本。

PS-DAQ分層架構(gòu)

激光焊接機測試
激光焊接機測試系統(tǒng)主要用于對激光焊接機上的光功率信號（±10V電壓信號）和激光測距信號（4-20mA電流信號）進行采集，要求能夠適用于工業(yè)現(xiàn)場惡劣的電磁環(huán)境下長時間連續(xù)工作，使用PS PCI-3361多功能數(shù)據(jù)采集卡搭配PS MDU-3254通用型4通道電流電壓信號隔離器，在一塊數(shù)據(jù)采集卡上實現(xiàn)兩種信號類型的采集，節(jié)約占地，提高設備利用率。
磁場分布測試系統(tǒng)
磁場分布測試系統(tǒng)對核磁共振磁環(huán)的磁場分布情況進行測試，包括：主控系統(tǒng)、機械運動模塊、開關切換模塊、數(shù)據(jù)采集模塊以及磁場線圈傳感器構(gòu)成。24個磁場線圈傳感器分布安裝在被測對象內(nèi)的轉(zhuǎn)盤上，通過PS PXI-3342 動態(tài)信號采集卡進行24路的同步信號采集。PS PXI-3342動態(tài)信號采集卡可以采集微伏級到百毫伏級的寬動態(tài)范圍磁場線圈傳感器輸出信號，通道間高達15ns的同步精度，能夠同步采集同一徑向各點磁場強度，具備可編程抗混疊濾波器，去除通電磁場內(nèi)的高頻信號，保證采集到有效頻段內(nèi)的磁場信號。

效率與成本是消費電子領域數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)面臨的兩大挑戰(zhàn)，測試測量設備生產(chǎn)商首先要掌握自主核心技術，技術的領先性是產(chǎn)品品質(zhì)與性能的堅實保障。其次，商用貨架產(chǎn)品依舊是發(fā)展趨勢，不難發(fā)現(xiàn)，商用貨架產(chǎn)品的國產(chǎn)化是新興需求，能夠更大限度的用更低價格獲得更可靠穩(wěn)定的產(chǎn)品。最后，模塊化硬件架構(gòu)和驅(qū)動軟件時保障數(shù)據(jù)采集高效性和經(jīng)濟性的兩大關鍵指標，一軟一硬，皆不可少。泛華看重這一契機，將持續(xù)在數(shù)據(jù)采集方面進行投入，與行業(yè)客戶一起更高效且經(jīng)濟地實現(xiàn)他們的測試應用。