随着现代民用、军用对电子产品性能要求的逐步提高以及电子工业技术水平的提升，电路不断朝着更高集成度、更高速的方向发展。数据采集卡需要在更短的时间内精确采集模拟信号，因此在设计数据采集卡时需要考虑信号完整性问题。本文基于信号完整性(SI)的电路设计流程，利用Cadence开发工具设计开发了高速数据采集卡，针对设计电路中的反射、串扰、时序和电源完整性等SI问题进行了分析和研究。论文工作主要有：1.总结了高速信号问题、传输线理论和电源完整性理论，将传统的电路设计与基于SI的高速电路设计进行了对比，介绍了PCB开发工具Cadence软件和在电路设计所需要用的软件模块及其之间的关系，并介绍了IBIS模型。2.设计了以模数转换芯片AD9254+FPGAcycloneII系列的EP2C5Q208C8N最小系统为核心的高速数据采集卡，可实现的采样率为100MSPS、采样精度为14bit。设计了本文所述板卡的各个模块的原理图，包括差分输出模块、模数转换模块、差分时钟输出模块、电源模块。3.根据功能分区和信号流向原则，对本文所述板卡进行了布局。对AD9254和EP2C5Q208C8N加载了IBIS模型。首先对AD9254的数字信号线进行了反射分析，确定利用终端电阻匹配的方案；其次对该数字信号线进行了串扰分析，根据布局的空间、芯片引脚的宽度和间隙确定布线宽度和布线间距；再次对其进行了时序分析，给出线长约束条件；最后通过布线后仿真证明上述问题得到了解决。4.介绍了电源分配网络以及单电容、并联电容的等效电路模型，构建了反谐振点与电容参数的数学模型，并将其应用在基于目标阻抗的电源完整性设计中；在本文板卡上选取测试电容，并且仿真达到了预期要求；选取测试电容的方法推广到N个去耦电容的选取中。