随着人们在外太空探索的范围越来越广,对太空行星磁场测量的仪器提出越来越高的要求,如更宽的动态范围、更高的稳定性和可靠性等。同时,磁场测量,尤其是空间科学的磁场测量受到严格技术要求的限制,比如体积、重量、功耗和自身磁干扰等因素。数字磁通门技术的发展为空间磁测提供一套新的途径。数字磁通门磁强计在前置放大器之后直接转换为数字信号,因此可以做到重量小、低功耗和大的动态范围。本文应用全数字式反馈磁通门技术,面向火星表面磁场探测仪的电子学单元展开了研究,主要的工作如下:(1)建立了单磁芯型磁通门传感器的数学模型。通过对单磁芯磁通门感应信号的数学推导,得知只要磁芯的磁导率随着激励磁场的变化而变化,在感应信号中就会出现随着环境磁场变化而变化的偶次谐波成分,这是测量环境磁场的理论依据。(2)设计了采用数字闭环结构的磁测载荷系统结构。设计了包括电源电路、感应信号采集电路、DAC反馈电路、通信接口电路和多通道温度采集电路在内的磁测载荷电子学单元硬件电路。(3)完成了磁测载荷FPGA的设计。根据自顶向下的设计方法,完成了对磁测载荷FPGA的功能划分、顶层模块设计、子模块的设计等,完成了磁测载荷FPGA代码的详细设计,并提出了磁测载荷系统验证与测试的实验方法。设计完成的磁测载荷电子学单元,并和磁通门探头一起通过了 FPGA代码验证与仿真、磁测系统的测试、磁测系统的验证。磁测载荷量程能够达到± 65000nT,分辨率高达0.05nT。实际测试表明该磁测载荷性能良好,达到了火星表面磁场测量仪的要求。