数据采集存储系统是仪器仪表装置中不可缺少的组成部分，随着信息技术的快速发展，对数据采集存储系统的处理速度和采样精度的要求也越来越高。本文提出了一种针对在线高频动态编码信号进行测试的小型高速采集存储系统的实现方法。根据动态编码信号的特征，分析了信号所需的处理环节和采样需求，结合测试环境实际情况，选择高速AD转换器、高性能FPGA和合适的SRAM等器件，采用抗干扰与电磁兼容性技术、信号完整性分析技术、乒乓存储技术等来构建高速采集存储系统。在设计过程中，从芯片选型、信号传输方式、信号的存储方法以及后期的多层印制电路板设计制作方面进行研究分析，并对信号传输过程中可能影响信号完整性和精准性的干扰提出了对应的预防措施，对硬件PCB中的部分关键网络进行仿真，制定了最优的器件的布局和布线约束，并通过实验验证了所设计的采样存储系统可达到精准测量、无数据丢失。系统硬件主要由信号衰减模块、信号差分化模块、A/D转换模块、电源模块、FPGA控制模块、SRAM存储模块、时钟模块、USB读数模块、电平转换模块等构成。在系统时序逻辑的设计上，合理利用了FPGA的资源，例如PLL锁相环、LPM_buris三态缓存器、计数器、LVDS接口等。为A/D转换器提供了精确的差分时钟信号。准确的接收A/D转换器输出的数字信号并且把信号合理分配到SRAM的存储空间中。最后对试验结果进行分析，通过分部调试找到造成结果不理想的原因，提出测试系统改进的方法。