本发明公开了一种齿轮箱故障诊断、信号采集方法、装置和电子设备，其中诊断方法包括获取齿轮箱的真实信号和采集方法生成的模拟信号，真实信号包括真实扭矩信号、真实振动信号和真实旋转信号；将模拟信号和真实信号分别输入预设的故障诊断网络，得到齿轮箱的故障诊断结果；其中，预设的故障诊断网络包括用于特征提取的第一神经网络和带有层次注意力机制的用于输出故障诊断结果的第二神经网络，预设的故障诊断网络基于模拟信号和真实信号训练生成。本发明提供的技术方案，提高了传感器数据质量，并提高了齿轮箱故障诊断的准确率。