在现代工业自动化生产中,生产单位对机械设备的可靠性提出了极高的要求。对机械设备的工作状态进行在线或者离线监测,采集机械设备在运行中的产生相关信号,对设备发生故障的原因进行分析以及对设备故障发展趋势进行预测,以便及时排除故障和采取措施对机械设备进行维护保养,以免造成更大的损失,为正常的生产作出贡献。作为状态监测与故障诊断系统的重要组成部分,数采分析仪朝着便携式、模块化、多样化方向发展。采用了高度集成的片上系统、并在此基础上移植了嵌入式实时操作系统为基础,设计各个信号处理模块,最终开发出一套便携式的、性价比较高的数采分析系统。论文首先综述了测试技术和信号测试仪器的发展状况与方向,探讨了当今信号测试仪器所存在的问题,并加以分析,为本数采分析仪器的开发指明方向。论文通过对滤波器的分析以及相关仿真实验评价滤波方法,设计适合本系统的滤波电路;通过现场测试的需要,设计程控滤波电路,可以在现场通过微处理器方式对芯片进行配置,针对不同的测试对象,可以使滤波器频率根据需要进行改变,达到充分滤波提高信号信噪比的目的。然后,在信号调理的基础上,设计前置电路,驱动传感器正常工作,充分利用传感器的采集精度;设计电源模块,为整个信号处理提供精确的参考电压。设计整形电路,以ADC模块为本系统的核心部分,使采集信号的幅值满足AD转换的要求;同时设计相关外围电路,降低电路噪声以及其它因素对电路带来的影响,提高系统精度,增强信噪比。最后,验证了本数据采集分析仪器的使用情况,截取现场信号采集实验的一部分,检验了该仪器的实用性。