飞行试验是飞行器研制过程中的重要环节，飞行试验过程中采集记录的飞行器状态信号是评估飞行器性能指标的重要参考依据。随着飞行器功能的日趋复杂，对数据采集装置提出了高速数据采集、实时信号处理以及实时数据传输等要求，这对飞行器的数据采集装置设计提出了极大的挑战。本文首先对高速数据采集及回波实时传输装置需要完成的测试任务进行了详尽的分析，根据被测信号的形式与处理方式的不同对装置进行了功能的划分，通过模块化的设计方法实现了装置整体方案的设计。设计中采用3片型号为ADS62P48的双通道高速ADC实现了6路回波信号的采集，每路采样率为50MSa/s。对采集到的回波信号在FPGA内部进行实时数字脉冲压缩处理，并对FPGA实现数字脉冲压缩算法的结果与理论仿真结果进行了对比和分析，证明了FPGA实现数字脉冲压缩算法的正确性。采用基于XILINX FPGA嵌入式系统设计实现了千兆以太网数据传输接口的开发，利用Treck Incorporated公司的Treck协议栈实现了TCP/IP协议，并在此基础上添加了用户自定义应用程序，完成了高速数据采集及回波实时传输装置对数据传输速度的任务要求。系统测试结果表明，高速数据采集及回波实时传输装置能够完成任务要求的各项技术指标，工作可靠、性能稳定，能够胜任飞行器的外场飞行试验的测试任务。