随着以太网相关技术的不断发展,交换式以太网的应用日趋成熟。然而网络中数据采集与传输的实时性与确定性不高的问题一直饱受诟病,尤其在当今的自动化控制领域,网络时延与时间同步的精度要求逐渐增高,对以太网信号传输质量的要求也越来越高。本文着力于设计一个基于交换式以太网的信号传输系统并研究如何解决其传输过程中的时间同步问题,以此来提高网络传输的实时性与可靠性。本文研究了目前国内外解决网络时间同步问题的方法并加以比较,根据技术指标要求综合论证后确定本系统所使用的传输、时间同步以及操作系统方案。本文信号传输系统的设计包括硬件部分和软件部分的设计,硬件设计部分基于FPGA+ARM架构对多路信号进行高速采集、存储和传输,实现系统的数据处理和以太网传输功能,其中有电源电路设计、信号采集模块设计、信号再生模块设计以及时钟控制电路设计等。软件设计部分包括基于Petalinux的Linux系统定制、采集端与接收端数据流的处理方法、网络传输策略的分析与选择、闭环误差消除算法的应用以及各终端设备的软件设计流程。本文设计的基于以太网的信号传输系统通过实际测试,经过传输系统的再生信号与被采信号两者幅度相对误差与周期相对误差均小于5%。通过测试传输过程中产生的网络时延且对其进行补偿,实现了再生信号与源端信号两者间的相位同步,将包括时间抖动在内的周期最大同步误差时间控制在5μs以内。实验数据表明本文设计的信号传输系统具有良好的稳定性与准确性,可应用于各类高精度信号再生系统中。