随着航空航天、机械、声学、装备制造等领域的高速发展,动态信号分析仪的使用范围愈发广泛,作为振动分析、噪声分析的主要工具,动态信号分析仪兼具信号调理采集、处理、分析和显示功能,能够在时域和频域对102.4kHz以下信号进行实时地分析,同时还具备动态范围大、多通道独立工作、分析模式丰富等特点,广泛地应用于声学测试、旋转机械测试、故障诊断等场景。本文旨在设计一个最大分析带宽102.4kHz、动态范围120dB以上的四通道动态信号分析仪前端信号调理及采集模块,每个通道的信号输入范围（自动量程）为3.99mVpk～31.7Vpk（-51dBVrms～+27 dBVrms）,前端增益调节电路能以2dB步进对输入信号进行精细调节,使其进入ADC的最佳量程范围。同时,针对120dB以上的动态范围需求,本文对动态信号分析仪单量程下的动态范围进行拓展,使得系统能够更好地测试1mVpk甚至更小的信号,结合后端数据处理,能够满足声学、振动、机械等领域对动态信号分析仪的测试需求。以下两点构成本文的主要工作:低噪声、低谐波失真的前端信号调理通道的设计和实现。为了充分利用ADC的有效位数,提高系统动态范围,需要对信号调理通道内部的噪声源、谐波进行分析,以此为依据合理地设计和控制各级增益调节电路以及模式选择电路,同时利用抗混叠滤波器带外抑制特性,使得带外杂散和谐波对输入信号的影响最小化。基于双ADC全量程动态范围扩展技术的采集模块设计和实现。限于单个ADC的信噪比指标,本文详细介绍了一种数据整合方案,结合硬件单通道双ADC的电路结构,对单通道每个量程下的动态范围进行拓展,并实验仿真验证了其可行性,最后阐述了此方案在FPGA上的逻辑实现。通过搭建测试平台,完成了对信号调理通道及采集板的调试及测试工作,各项关键指标的测试结果达到了本设计指标要求预期,验证了本文设计的动态信号分析仪前端信号调理采集通道设计方案的可行性。