微弱信号检测技术是利用电子学、信息论、计算机和物理学等一系列方法从强噪声中检测出微弱信号的过程，采用一些新技术和新方法来提高检测系统的信噪比。由于信号非常微弱，在对其进行测量前必须对其进行放大。运算放大器是微弱信号检测中引入噪声的主要原因。所以，在微弱信号检测中要求前置放大器的噪声系数尽量小。此外，要选择合适的检测方法。传统的微弱信号检测方法主要包括：相关检测法、双路消噪法、频域的谱分析法等。但用这些方法对微弱信号进行检测一般要求信噪比的门限值较高。由于传统检测方法的局限性以及对微弱信号检测的迫切需要，寻找一种新的微弱信号检测方法成为微弱信号检测研究热点，其中混沌、随机共振、谐波小波在微弱信号检测方面的应用为微弱信号检测开辟了新的思路。首先，本文设计了一种微弱信号循环放大电路。该电路主要由一个主运放，两个采样保持电路以及若干模拟开关组成。通过控制模拟开关的切换，实现对微弱信号循环放大。该过程是误差自补偿的。信号被放大的同时噪声保持不变，极大地提高了系统的信噪比。通过数学公式验证了该原理的正确性，对器件的参数值进行了计算给出了计算结果。其次，基于混沌理论设计了A/D转换电路。主运放的输出与零电位进行比较，输出0或1，控制模拟开关将基准电压（VR或VR）输入到主运放的输入端进行下一次比较。依次循环输出符号序列。运用混沌符号动力学原理建立输出序列与输入信号的一一对应关系，从而检测出微弱信号。运用PSPICE软件对电路系统进行了仿真分析。主要包括对运算放大器、采样保持器以及模拟开关等器件的选取以及其部分性能的测试；对循环放大电路、混沌A/D转换电路进行了仿真验证。最后，提出了硬件设计方案，其中包括：FPGA芯片的选取、电源电路设计、放大及A/D转换硬件电路设计。在Xilinx ISE的开发环境中采用Verilog HDL语言对系统的时序逻辑电路进行了仿真并给出了仿真结果。