【案例分享】24通道高速数据采集流盘
来源: | 作者:JYTEK | 发布时间: 2026-08-11 | 45 次浏览 | 🔊 点击朗读正文 ❚❚ | 分享到:

应用

本案例客户在开展瞬态信号分析与多物理场监测项目时,需要同时采集来自24个传感器的模拟信号,要求所有通道严格同步采样,单通道采样率不低于20 MS/s,并能够将海量原始数据实时、不间断地流式存储至本地硬盘,以便后续使用Matlab进行离线数据处理与分析。

该系统主要应用于爆炸冲击波测试、多通道振动监测或高速电磁兼容性测量等场景,对数据完整性和通道间相位一致性有极高要求。客户此前已采用某国外品牌的数字化仪搭建了原型系统,虽然性能达标,但受限于成本、供货周期及后续扩展需求,所以希望寻找一款更具性价比、同时保持同等甚至更高性能的替代方案。。


挑战

多通道严格同步

24个通道需共享同一采样时钟和触发信号,确保任意两通道间的采样时偏小于纳秒级,避免相位失真。这要求数据采集模块之间必须通过PXIe背板总线实现精准的同步触发和时钟分发。

持续高数据吞吐量

以每通道20 MS/s、16位分辨率计算,24通道总数据率高达24×20 MS/s × 2字节 = 960 MB/s(约0.96 GB/s)。持续流盘至存储设备需要极高的数据总线带宽和稳定的磁盘写入速度,且不能出现丢帧或缓存溢出。

长时间不间断流盘

实验可能持续数十秒甚至数分钟,要求软件能够高效管理环形缓冲区、DMA传输和文件写入,同时保证CPU负载不过高,以留出资源用于实时监控。

系统集成与软件兼容性

客户已有的数据处理流程基于Matlab,因此采集得到的二进制原始文件需能被Matlab直接读取;同时,客户希望编程环境灵活,支持C/C++、Python等多种语言。

供货与技术支持风险

进口设备采购周期长,且原厂技术支持响应较慢;客户急需本地化、快速响应的技术团队协助完成系统验证和集成。


解决方案

简仪科技在收到客户需求后,首先进行了详细的POC验证,基于客户原有系统的技术指标提出了完整的替代方案。在采集模块方面,选用6块PXIe-9819高速数字化仪,每个模块提供4个模拟输入通道,共24通道,该模块最高采样率达250 MS/s,远超客户20 MS/s的基本要求,为未来更高采样率实验预留充足余量,且每个模块内置高精度时钟同步接口,通过PXIe背板的星型触发和时钟同步总线,轻松实现跨模块同步,实测通道间偏斜小于100皮秒。为承载如此高的数据吞吐,系统配备了PXIe-2519G3机箱(支持PCIe Gen3高速数据背板)与PXIe-3161a服务器级控制器(第11代Intel Xeon高性能处理器),确保DMA带宽和计算能力充裕,避免数据阻塞。同时配置PXIe-825-4S高速存储模块,基于NVMe SSD阵列,持续写入速率可达2.7 GB/s,完全满足960 MB/s乃至更高数据率的流盘需求。软件层面采用简仪自主研发的MACOs高速数据流盘框架,该框架内置多线程双缓冲、自动文件分卷、数据校验和实时状态监控功能,用户只需调用简单API即可启动流盘,并支持将数据保存为二进制格式,后续Matlab通过fread函数即可快速导入。


使用的简仪产品

硬件

  • PXIe-2519G3:高数据传输带宽PCIe Gen3 PXIe机箱

  • PXIe-3161a:服务器级第11代Intel®Xeon®高性能PXI Express控制器

  • PXIe-9819:250 MS/s 采样率 PXIe高速数字化仪

  • PXIe-825-4S:高速存储模块


软件

  • SeeSharpTools:锐视测控软件开发工具包


为什么选择简仪

  • 锐视测控平台®锐视测控平台®使用C# 语言开发,提供了一个强大且易于使用的开发环境,帮助客户快速实现项目开发。

  • 成熟的产品:简仪产品经过长期市场验证,具有可靠的性能和稳定性。

  • POC验证服务:简仪提供售前的POC(原理验证)服务,帮助客户验证产品性能和适用性。

  • 高精度:简仪的产品满足了客户对测试精度和可靠性的高要求。

  • 成本效益:相比国外品牌,简仪的解决方案不仅性能更优,而且在成本上具有明显优势,降低了客户的整体测试成本。

  • 供货速度:简仪能够快速供货,确保项目按时进行。

  • 技术支持和快速响应能力:简仪提供优质的本地化技术支持,快速响应客户需求,帮助客户解决问题,确保了测试任务的顺利进行。


通过采用简仪科技的全套PXIe高速数据采集与流盘解决方案,客户成功实现了24通道同步采集系统从某国外平台到国产平台的平滑迁移。不仅采样率从60 MS/s提升至250 MS/s,数据吞吐能力大幅增强,更重要的是简仪提供的POC验证、完备软件框架和技术支持,使客户在短时间内就投入实际实验,采集到的数据完整无误,后续Matlab处理流程无缝衔接。