随着数据采集技术被广泛应用在武器研制、医疗器械、卫星通信等前沿领域,数据采集系统不断朝着高速、高精度的方向发展。目前,面对日益复杂的测试环境,必须考虑系统的动态性能是否满足测试要求。然而,动态参数是表征系统动态性能的关键技术指标。因此,在系统实际应用前,迫切需要对其动态参数进行准确获取并以此评估系统的动态性能。基于上述背景,本文进行了如下研究:（1）研究数据采集系统的基本原理及设计原则,为后续高速数据采集系统的设计提供理论基础。同时对系统的动态参数获取方法进行基础理论研究,并设计出动态参数获取的总体方案。（2）对高速数据采集系统的关键模块完成了优化设计。通过分析去耦电容等效模型,设计了去耦电容并联电路,有效抑制了电源噪声,实现了电源模块优化设计。随后对采样时钟抖动进行分析,完成高速、低抖动时钟芯片的选取,实现了时钟模块的优化设计。同时为了提高带宽并降低谐波失真,完成模拟信号输入端的差分耦合设计。（3）针对高噪声测试信号影响系统动态参数获取的问题,设计了八阶巴特沃斯带通滤波器,提供了高性能的谐波抑制,消除了信号发生器输出信号的噪声及谐波,从而保障了系统动态参数的准确获取。（4）在非相干采样条件下,针对系统动态参数获取出现的频谱泄漏问题,提出了一种基于局部均值分解（Local mean decomposition,LMD）的动态参数获取算法。该算法首先通过LMD完成非相干正弦信号的分解得到基波的乘积函数分量,并以此获取基波的频率。其次,采用参数拟合方法得到基波正弦信号的四个参数,实现非相干基波的提取,并根据奈奎斯特定理得到的相干基波信号重构测试信号。最后,对重构后的测试数据进行快速傅里叶变换。仿真与实验结果表明,该方法能够有效地抑制频谱泄漏,实现系统动态参数的准确获取。