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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品面世，這些產品在豐富了消費者日常生活的同時，對于電子設備生產商也提出了更高的要求，產品型號更迭更頻繁，產品設計更人性化，產品功能集成度更高，這些改變意味著：產品的生產廠商需要更加高效率的測試系統，而測試系統的核心部分為數據采集，如何讓數據采集系統兼具高效率與低成本成為了關鍵。
引言
隨著消費電子領域的競爭愈發激烈，消費者對產品品質與性能的追求不斷提升，測試成了保障產品品質的方法。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，其中，數據采集是核心部分。泛華PS DAQ數據采集平臺具有模塊化、易用、成熟可靠等特性，成為國產測試設備的領航者，已經在航空航天、國防軍工、汽車、電子、能源等領域得到廣泛應用。
PS DAQ數據采集平臺及相關技術
數據采集（DAQ）是將各種傳感器輸出的模擬信號轉換成數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，是測試測量系統的必備技術。在裝備國產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性價比的一流國產化數據采集產品，是每個工程師的期待。泛華作為本測試測量企業推出數據采集產品——PS DAQ，以滿足用戶包括模擬輸入、模擬輸出、數字輸入輸出、計數器/定時器等在內的不同測試測量需求。PS DAQ系列產品包括：多功能數據采集卡系列、高速數據采集卡系列、動態信號采集卡系列、雙向數字IO卡系列等。針對不同應用場合，提供隔離、工業級等產品配置。
PS DAQ系列產品設計擁有多種自主研發技術，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，很好的保證了產品的性能與品質，而這些技術對于數據采集相關應用來講能夠帶來測試系統性能與品質的提升。
PS DAQ產品型譜
商用貨架產品（COTS）進入國產化時代
商用貨架產品（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品。這一概念在冷戰結束后被美國國防部正式提出，對當時處于非標定制系統時代的測試測量行業產生的了深遠的影響，發展至今，商用貨架產品被廣泛使用，生產廠商也享受到了貨架產品帶來的諸多好處，例如：可靠性、技術成熟并被大量使用、無縫的產品更迭、設備供應商可提供行業知識和技術支持等。
縱觀國內測試測量行業，真正的商用貨架產品多為國外測試測量設備生產商所提供，國內的測試測量廠商還處于“系統集成與定制“的業務模式中，很少有廠商能夠潛心專注于貨架產品的研發與生產，因為貨架產品的研發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上，還需要從市場規劃、生產把控、完善測試、質量管理等各個環節去持續投入。并且，貨架產品帶給用戶可靠、低價、成熟、技術有保障等好處的同時，對于測試設備生產商在財力上提出了很高的門檻，面對國外設備的競爭，國產商用貨架產品的銷售額在前期并不顯著，這是一個必經的階段，也是讓國內生產測試廠商逐漸接受國產商用貨架產品的一個過程。
泛華從生產，研發與測試各個環節著手，為用戶提供成熟的商用貨架產品，有效保障產品品質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檢，來料檢驗符合GB/T19001-2008標準。泛華擁有500平米的SMT生產線，標準防靜電凈化廠房，可實現細間距BGA、QFN、英制0603等表面貼裝元器件板卡的焊接和整機裝聯。測試設備廠商自己掌控生產，能夠從時間成本和質量成本兩個方面帶來優勢。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。質量成本表現在由于能夠從元器件層次進行質量把控，相比于外協生產的產品生產方式，能夠做到質量可溯源。在測試方面，泛華擁有專業的測試隊伍，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，已經得到眾多客戶認可，并且產品種類和型號逐漸豐富，隨著“中國創造”精神的不斷深入，在測試測量領域，商用貨架產品已經進入國產化時代，而國產商用貨架產品在保證品質的前提下，在成本與服務方面具有優勢。
模塊化，讓更少硬件帶來更多功能
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，這一需求驅動著數據采集設備也在發生著變化。
模塊化是一種絕佳的測試系統構建思路，將不同功能的產品封裝成不同的板卡，生產廠商只需要根據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量和信號類型，在統一的模塊化架構下，這些板卡可以隨意組合來實現不同的測試項目與功能，最大限度實現可復用性。泛華PS DAQ數據采集產品系列提供了近百種硬件模塊，這些模塊統一于同一架構中，客戶利用模塊反復組合出不同的測試系統，實現不同測試任務，這種做法已經得到廣泛應用。
PS DAQ 數據采集模塊
軟件驅動確保硬件的易用性與可互換性
當談到數據采集時，僅僅通過硬件實現并不是最佳解決方案，易用高效的驅動軟件是必不可少的組成部分。數據采集驅動軟件的發展趨勢更加傾向于即插即用與高效兼容這兩大方向。總而言之，為測試測量工程師節省開發時間以及為廠商降低開發成本是驅動軟件發展的趨勢。即插即用意味著數據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果，而高效兼容則需要從操作系統和開發環境等多個角度去考慮。
PS-DAQ支持主流的操作系統和開發環境，針對所有數采設備采用統一的編程接口，功能齊全。PS-DAQ基于VISA協議，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上移植。PS-DAQ驅動軟件支持的編程語言或平臺包括C/C++、.NET、LabVIEW、LabWindows/CVI。驅動軟件提供基于ANSI C的DLL，在Windows平臺下的各類編程環境中均可調用。
PS-DAQ使用統一的封裝結構，使泛華的數據采集硬件可以通過統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采樣率的多功能數據采集卡，用戶通過編程可以實現模擬量采集、模擬量輸出、數字IO等操作，如果后續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據采集需求，這大大的降低了軟件的開發成本，縮短了開發周期，確保了不同板卡間的可互換性。另外，PS-DAQ開發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
應用案例
激光焊接機測試
激光焊接機測試系統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現場惡劣的電磁環境下長時間連續工作，使用PS PCI-3361多功能數據采集卡搭配PS MDU-3254通用型4通道電流電壓信號隔離器，在一塊數據采集卡上實現兩種信號類型的采集，節約占地，提高設備利用率。
磁場分布測試系統
磁場分布測試系統對核磁共振磁環的磁場分布情況進行測試，包括：主控系統、機械運動模塊、開關切換模塊、數據采集模塊以及磁場線圈傳感器構成。24個磁場線圈傳感器分布安裝在被測對象內的轉盤上，通過PS PXI-3342 動態信號采集卡進行24路的同步信號采集。PS PXI-3342動態信號采集卡可以采集微伏級到百毫伏級的寬動態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，去除通電磁場內的高頻信號，保證采集到有效頻段內的磁場信號。
結束語
效率與成本是消費電子領域數據采集系統面臨的兩大挑戰，測試測量設備生產商首先要掌握自主核心技術，技術的領先性是產品品質與性能的堅實保障。其次，商用貨架產品依舊是發展趨勢，不難發現，商用貨架產品的國產化是新興需求，能夠更大限度的用更低價格獲得更可靠穩定的產品。最后，模塊化硬件架構和驅動軟件時保障數據采集高效性和經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，將持續在數據采集方面進行投入，與行業客戶一起更高效且經濟地實現他們的測試應用。
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