电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-AES）因其具有定性定量分析、可任意选择谱线、多元素同时检测等优点受到业内外人士的青睐。目前,市面上的全谱ICP-AES主要使用电荷耦合器件（如CCD）作为检测器,优点是性能稳定,能够快速采集全部谱线,提高了元素检测的效率,但也存在CCD在紫外区域灵敏度较低等缺点。可通过将检测器改进为背照式或者镀荧光膜等方法,将短波转化为长波检测,进而改善紫外波段的灵敏度,但会提高仪器成本。此外,还可以通过延长积分时间提高信噪比,但检测时间会增加。我们实验室团队提出采用数字微反射镜（DMD）作为空间光调制器与高灵敏度的光电倍增管（PMT）结合的方式,研发一种基于DMD与PMT的新型ICP-AES,实现在全谱范围内快速波长选择,进行更高效和高灵敏度的检测。本文承担其中的数据采集系统研究工作,包括ADC硬件电路的设计、相应驱动程序的开发、专用采集软件的开发,同时设计了数字锁相放大器和光子计数电路对数据采集系统进行优化,最后通过样品测试实验进行功能检验。具体工作内容如下:（1）ADC数据采集系统硬件电路研制和驱动程序开发首先设计了ADC数据采集系统,包括硬件电路和驱动程序开发。ADC硬件包括预处理模块和ADC采集模块,实现了信号的转换、放大、调节和采集。并使用ARM+FPGA架构的ZYNQ的PL（FPGA部分）完成ADC硬件电路的驱动程序设计,实现数据的采集、处理、存储。（2）基于DMD调制的数字锁相放大器设计为提高ADC数据采集系统的性能,设计了基于DMD斩波调制的数字锁相放大器。由DMD斩波形成的待测光谱信号经ADC采集电路输入ZYNQ处理系统,与同时输入的DMD斩波同步信号（即参考信号）在ZYNQ的PL进行相关运算和低通滤波处理,最后直流输出,实现数字锁相放大相关解调。（3）光子计数硬件研制和驱动程序开发为提高数据采集系统在弱光下的采集性能,增加设计了光子计数系统。光子计数系统硬件电路包括信号转换放大模块和比较模块,实现了对弱光条件下计数脉冲式方波信号的输出。并在ZYNQ的PL部分完成光子计数驱动程序开发和采集数据存储等设计,实现数据的采集、处理、存储。（4）网络通信和采集软件设计在ZYNQ的PS端（ARM部分）,根据数据的特点和需求制定通信协议,开发应用程序,实现ZYNQ与上位机之间的通信,完成指令接收和数据传输。在MATLAB中根据实际需求设计采集软件功能模块,并使用MATLAB的GUI组件搭建了ICP-AES采集软件界面,实现用户指令操作、数据采集和图形绘制等功能。（5）测试实验搭建了以Hg（汞）EDL元素灯和基于DMD与PMT的中阶梯光栅光谱仪结合的实验平台,进行了直接ADC采集方式与锁相放大采集方式的对比实验。将本文设计的数据采集系统集成于ICP-AES原理样机,测量镉（Cd）元素的标准样品溶液。实验结果表明,与直接ADC采集方式相比,锁相放大采集方式在全波段范围以4×4模板翻转时信噪比提升了约3～5倍,在253.65nm处以1×1模板翻转时信噪比提高了约1.7倍。锁相放大采集方式压制低频噪声,减小系统漂移影响,提高了谱线信号的信噪比,优化了采集系统的性能,改善ICPAES原理样机的灵敏度。