前置电流放大与采集控制系统是小型四极质谱仪检测系统的关键设备,直接影响到系统的灵敏度和分辨率。针对弱电流放大领域的研究,集中在反馈网络的参数和放大电路形式等方面。商业和实验室研究的小型四极杆和四极离子阱质谱检测系统,存在着功耗较高、体积较大、噪声干扰较大和信噪比较低等问题。本文以微弱电流放大的抑制噪声、提高带宽、提高增益和控制系统稳定性为主线。针对四极质谱弱电流特点,设计了高性能的弱电流放大与数据采集电路系统,分析了不同的扫描速率时合适的增益和带宽,FPGA逻辑实现了高速大容量数据缓冲的采集控制来减小单次扫描时间。对于质谱弱电流低噪声和高带宽检测,对正向输入复合跨阻抗放大和前置JFET复合跨阻抗放大等两种电路进行了详细研究和讨论,针对存在的问题给出了相应的解决途径和改进方案。对于低丰度离子的超低电流信号检测,设计了极高信号增益时两级交流推动放大的扩展带宽方案。