数据采集技术广泛应用于通信、雷达、航空航天、工业等领域。随着微电子技术和计算机技术的迅速发展,数据采集系统的性能在不断提高,功能也在不断增强。与此同时该技术在铁路故障诊断检测领域也得到了非常广泛的应用。在铁路故障诊断检测系统中,为了更好地分析系统,在采集关键信号的同时往往需要同步地采集一些相关信号。早期的多通道分时复用数据采集系统只能实现循环采集多路信号,而不能实现采集同一时刻各通道的信号,另外数据采集的速率也不高,为了解决上述几种问题,设计了一种基于FPGA的PCI-104多通道并行数据采集系统。论述了多通道并行数据采集系统AI308V 3的研制及其方法技术研究成果,包括系统硬件电路的设计、板卡性能测试与功能调试以及采集处理软件的开发等。论文来源于某周边环境十分恶劣的铁轨振动监测项目。论文成果可使我国铁路振动监测及故障诊断的水平进一步提升,同时提高了其方便程度。论文取得主要成果如下：AI308V 3的工作环境要求为-20℃～70℃。并且能长期稳定的工作在振动环境下,要求AI308V 3具有在环境温度变化较大的环境下正常工作的性能和抗震性能,以及便携式的特点。针对铁路故障诊断监测系统中前端的数据采集部分,采用PCI-104外形,将8路数据采集通道的所有元器件全部集成在96mm×90mm的板卡上,完成了系统方便携带的要求。又通过在各个元器件性能之间比较的基础上,选用在温差变化较大的环境中能稳定工作的元器件,同时在设计板卡时全部采用贴片设计减少了板卡的占用空间,并将板卡厚度提升到2mm使得板卡可以更好的防震和增加机械性能、稳定机械结构。采用PCI-104对实际应用而言,可以在有限的板卡上拥有更多的设计空间,将更多的额外功能、连接器和其它特有的技术加入到整个系统中,从而优化和升级整个系统。此外,针对现场应用中传感器输出信号类型的不同,对数据采集系统前端电路进行了改进,同时根据系统要求,在分析传感器采集到的数据的基础上,设计了滤波、跟随、放大等信号调理电路并将这些信号调理电路直接集成到各个数据采集通道,使本系统直接面向传感器,无需进行额外的信号调理,使得该系统更加适用于工业现场数据采集应用。同时使用LTC186416位A/D转换器,设计了A/D转换电路,不仅简化了设计的工作量,同时也提高了系统的性能。在上述硬件研制和方法技术研究的基础上,开发了基于LabWindows/CVI平台的多通道并行数据采集处理软件AI308V-3。在高温试验箱中进行了多通道的数据采集实验,升温到85°过程中对信号进行连续采集,并对采集到的波形与常温时采集到的波形进行对比分析,表明多通道并行数据采集系统在温差较大的环境中能够实现稳定的数据采集。又在振动装置上利用ICP加速度传感器收集振动数据,并对这些数据进行采集处理和分析,表明AI308V-3具有很好的防震性能,并且具有很高的机械稳定性。最后对其各部分功能进行了测试和调试,并总结了测试过程中出现的问题,针对这些问题给予一一解决,在完成测试之后,对系统进行调试,并编写了调试报告。研究结果表明,本数据采集系统工作稳定,性能可靠,可以在-20℃～70℃温度中稳定工作,采样速率达到80ksps,采样率可设置为80、40、20、10、5(ADC为200ksps,降额使用),能够实现8通道并行数据采集,数据处理速度快,达到了预期的设计要求,非常适于工业现场数据采集。