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核能谱测量系统通过能谱分析获取核辐射场中元素含量、位置以及时间等信息,而这些信息需要核辐射探测器进行捕获。高纯锗探测器是20世纪70年代左右发展起来的一种新型半导体探测器,在探测粒子方面,因其优越的能量分辨率,高的探测效率,较宽的能量测量范围,极低的自身放射性水平,稳定的性能等优点,大量应用于核素识别,环境监测和微量元素分析等高精度测量场合,因此需要配备高性能的多道脉冲幅度分析器才能反映其优势。传统的模拟多道测量系统中,由于使用了大量的模拟器件造成了模拟带宽较窄,弹道亏损严重,处理速度慢,计速率低以及死时间大等缺陷,已无法满足一些高精度的测量场合。数字多道性能较优越,已经成为发展趋势,但由于数字多道成本高、功耗大,谱线噪声没有模拟多道好,对于那些要求功耗低,谱线噪声低,谱线分辨率高和计数率高的场合,显然传统的模拟多道和数字多道都不能同时满足,故本文尽可能融合模拟多道和数字多道各自优点提出模拟数字混合式多道的方案设计。选题来源于国家重点研发计划项目（2017YFC0602100）“高分辨率航空伽玛能谱测量及机载成像光谱测量技术”,根据高纯锗探测器国内外的研究成果及理论基础,结合数字多道与模拟多道技术的优点,研制出一款具有实际应用价值的模拟数字混合式多道。论文主要取得的成果:1.低噪声的模拟前端电路的设计,包括量程切换与保护电路,极零相消电路,极性转换电路以及硬件增益调节电路,完成对高纯锗探测器输出的核脉冲信号的初步整形滤波。2.低噪声窄脉冲的快通道设计,消除了传统模拟谱仪死时间的问题。传统的模拟谱仪对核脉冲信号进行峰值保持采样期间,不在对探测器输出的脉冲信号进行计数,即谱仪的死时间,而快通道的设计使得谱仪整个工作过程中都在对探测器输出的粒子信息进行响应计数,后级可用通过计数率矫正来消除死时间问题。3.高信噪比的慢通道设计,减少弹道亏损,提高谱线的能量分辨率。根据最佳滤波器原理,设计出模拟高斯成形电路,确保了滤波成形后输出信号的信噪比,并且通过快速的峰值保持器准确的提取脉冲信号幅值,使得混合多道具有更高的精度与分辨率。4.以高速高精度SAR型ADC为核心的混合架构设计。SAR型ADC拥有极低的噪声性能,尤其是积分非线性、微分非线性以及信噪比都要优于其他类型的ADC。通过对快、慢通道软硬件电路的时序控制,对SAR型ADC进行分时复用,在模拟电路设计中实现对基线估计与峰值采样,精准的提取脉冲信号幅值。5.本文采用基于SOC片上系统的FPGA解决方案,替代传统单片机的实现方案,具有时序控制快、准确的优点,消除了传统控制器对峰值采样保持器时序控制时中断处理速度慢,从而带来死时间增大的缺陷。6.系统低噪声的设计。从电源系统的拓扑结构、电源芯片的选型、PCB电路布局布线以及电路器件参数的选择等方面考虑实现电源低噪声、整个系统的噪声水平控制在1.5mVpp以内,且拥有宽的电源电压输入范围,可支持7V至20V的输入电压范围。7.对本文所设计的混合型多道进行性能测试,线性度高达0.999998,积分非线性低至0.065%,拥有极佳的能量响应线性度。连接至美国ORTEC公司的P型同轴GEM40P4-76型号高纯锗探测器进行能谱测量,采用人工放射源137Cs（662keV）进行伽马能谱测试,获得的能量分辨率0.21%。采用人工放射源60Co（1332keV）进行测试,获取到的能量分辨率为0.16%。