随着科技的进步,低温等离子体技术在半导体掺杂与刻蚀工艺、军事飞机隐身设计以及金属焊接加工等方面得到了越来越广泛的应用。对等离子体的物理状态进行准确诊断是合理利用的前提,静电探针诊断方法因其简单高效而受到关注,然而等离子体温度和密度均横跨多个数量级,这对探针诊断电子学系统提出了挑战。本论文通过调研相关文献对等离子体探针进行了理论分析,给出了明确的性能指标,如电压、电流扫描范围以及采样率和分辨率等。为满足上述测量要求,提出了一整套软硬件系统解决方案,设计的模拟前端板包括测试波形电路、电压放大电路、功率放大电路和仪表运放采样电路等模块,数据采集板则包括FPGA相关电路、DAC波形电路、ADC与模拟调理电路、DDR2读写缓存电路和USB接口电路等模块,这些电路为系统提供了可重构且可靠的硬件支撑。此外,还开发了可视化的上位机软件平台对数据进行处理、保存和显示等。我们对硬件各电路模块和上位机软件分别进行了测试,同样也对电子学系统进行了联合测试,以确定整体性能,包括DDR2读写性能测试、ADC的动态和静态性能测试、DAC的输出测试以及USB传输测试等。经过长时间联合测试,整个系统可以稳定运行,可由用户实现灵活控制。测试结果表明电子学系统实现了预期目标,可以满足实验要求,证明了设计方案的可行性。本论文的创新点有:1)针对等离子体探针诊断的测量要求,设计并实现了一套功能完善的电子学软硬件系统。联合测试结果表明:系统运行稳定,采集数据的结果可靠。2)等离子体扫描波形的类型、幅度、频率等可由上位机灵活控制,波形采用直接数字合成的方式产生,并经过电压放大和功率放大后施加在等离子体探针上。