随着科技的不断进步,旋转机械设备正朝着高速化、复杂化的方向发展,已广泛应用于工业生产、航天航空和农耕运作等领域。但高速复杂化的旋转机械设备必然会产生强噪声,从而导致数据采集系统的运行环境更加恶劣。如何在强噪声环境下获取高精度的采样数据,对旋转机械设备监测具有非常重要的意义。因此,本文围绕数据采集技术,展开了以下研究:1)根据系统构成和运行环境,对系统噪声及分布情况进行分析,并完成相应的噪声建模工作;通过分析噪声源及其传播途径的信号特征,分别给出了硬件电路和FPGA逻辑电路抑制噪声的方法;针对噪声的分布情况,再结合设计需求,提出了系统的总体设计方案。2)为实现高精度数据采集,本研究从硬件电路设计和FPGA逻辑功能设计两方面着手,在系统总体设计方案的基础上完成系统的主要功能模块设计。在硬件电路设计上,采用两级仪表放大器设计了低噪声放大电路;利用高精度运算放大器设计了截止频率为20k Hz的抗混叠滤波电路;采用分辨率高、功耗低和噪声小的数模转换器设计了高精度采样电路,并使用EMI滤波器和低纹波、低噪声电源芯片设计了供电电源。在FPGA逻辑功能设计上,在资源消耗相对较小的情况下,分别设计了串行分布式低通滤波器和改进型分布式滤波器,实现对转换后的信号进行分频滤波处理。此外,为进一步增强高精度数据采集系统的完备性,设计了TCP/IP传输电路与e MMC数据存储电路,以保障数据交互的可靠性。3)开发实现了具有128通道同步数据采集功能,最高采样率为200k Hz的旋转环境下高精度采集系统。搭建了实验平台,分别完成了系统的主要模块功能验证、系统噪声的抑制功能分析和系统指标完成度分析等工作。数据采集测试使用证明:数据采集系统在旋转环境下的各项指标均满足方案的设计需求。即共模抑制比CMRR≥80d B、动态增益精度SFDR≥65d Bc、增益精度GA≤0.1%、采集精度SFR≤0.1%。