目前世界各国在天文观测领域发展迅速，多通道RSR(Radio Science Receiver)接收机是天文观测中的关键性设备，在搜寻地外文明、探索未知星体方面发挥了重要作用。　　 本文的目标是完成四通道的GSps高速RSR的硬件设计以及RSR众多应用之一能谱仪的设计。主要完成了以下内容。首先是系统方案的设计，在参考了国内外RSR接收机的设计方案后，提出了直接对射频前端输出的信号进行采样量化从而进行数字下变频的系统设计方案。按照不同功能将整个RSR接收机划分为三个单元:模数转换单元、数字处理与传输单元、系统底板单元。模数转换单元具有四通道1.25GSps采样率，单通道最高采样率达到5GSps的工作模式。量化数据结果通过高速连接器输出至数字处理与传输单元，该单元完成相应数字信号处理之后可以通过高速数据接口传输至主机或者其它电路板块。系统底板单元完成芯片控制、时钟信号产生、电源供给的功能。根据系统方案选取了合适的硬件平台:选用高稳定度、低时钟抖动的时钟芯片为系统提供工作时钟;选用Xilinx的FPGA作为数字信号处理平台来完成高速信号的接收和下变频处理;选用ARM11作为系统的控制平台。整个系统在兼容和扩展的设计思想下完成硬件原理图的设计。接着是RSR接收机众多应用之一能谱仪的设计，包括FFT模块、幅值平方模块、延时累加模块、RAM模块。FFT模块以256MHz的时钟频率，通过流水线结构完成256点的离散傅里叶变换，幅值平方模块将FFT模块输出的复数数据进行取平方操作，延时累加模块将幅值平方模块输出的数据以256个数据为一帧，将1ms内的1000帧数据进行累加操作，最后将1000帧累加的数据进行取平均操作得到一帧累加平均的数据，RAM用来存储累加平均的数据以及毫秒计数值，RAM读写模块用来完成RAM的读写操作控制。　　 整个能谱仪电路数据输入速率为256Mbps，每1ms产生一帧256个累加平均的功率数据和1个毫秒计数值，外设电路能够以257kHz的时钟频率来读取RAM中的数据。最后用Modelsim验证了能谱仪的功能，结果表明电路能够以上述过程正常工作。