随着现代测试技术的发展,在信号分析、地质勘探、故障检测等领域,动态信号分析仪的应用场景变得越来越多。动态信号分析仪集信号产生、数据采集、数据分析和处理于一身,在时域、频域和幅值域上分析出被测物理量。在动态信号分析设备出现之前,振动的微弱信号、声音信号等模拟信号的检测是非常困难的。动态信号分析仪的出现让测试这些物理量的过程变得越来越简便。论文通过介绍动态信号分析的研究背景和国内外的研究现状提出了本论文的研究目标。根据研究内容介绍了总体设计方案。信号采集与处理系统的软硬件设计,信号生成部分的软硬件设计,与上位机进行USB2.0通信部分的软硬件设计都是在以FPGA为主要的控制单元为核心,数据的计算和分析是在以STM32为主要的控制单元为核心。论文首先介绍了整体的设计方案和两个大模块的设计方案,然后重点介绍了在这两个模块中所用到的核心技术和软件设计方案。并通过测试完成了对系统功能与性能测试。数据采集电路包含交直流耦合选择电路、信号调理电路、ADC数据采集电路。在软件的实现上通过应用Verilog HDL硬件描述语言编写了数字滤波逻辑模块,数据缓存与处理逻辑模块。实现对宽动态范围内信号的调理、采集、缓存和传输。信号生成电路主要包含了高精度DAC模块。在软件的实现上通过应用Verilog HDL硬件描述语言,数字旋转坐标计算机和伪随机序列生成原理实际高精度信号源的软硬件设计,实现了正弦、高斯白噪声等信号的波形输出。电源系统则是根据动态信号分析仪对电源的低噪声、低功耗的要求,应用了DC-DC+LDO的技术方案,完成了对动态信号分析仪的供电。通过设计实验,完成了对各模块和系统整体的测试,数据采集部分和信号生成部分均满足设计指标。整机可测量0.05Hz～10KHz的信号。采样间隔为0.01ms～8.0ms,采样长度为2K～128K。信号的动态范围在0～95d B,电压范围+5V,内置160d B/oct数字滤波,基本实现了动态信号分析仪的性能指标,验证了系统方案的可行性与有效性。