随着高能物理探测器的发展，要求核电子学做到更高速、更高性能以及更小体积。模数转换器(Analog to Digital Converter，ADC)作为模拟信号与数字信号之间的桥梁，在核电子学设计中至关重要。本论文以小型化和高集成度为目标，基于江门中微子实验中选用的国产模数转换芯片展开工程化研究工作。
　　本论文首先基于系统级封装(System In Package，SIP)技术将两块模数转换芯片和一块现场可编程门阵列芯片(Field Programmable Gate Array，FPGA)合封为一块可独自工作的模数转换系统芯片。该芯片兼备ADC的模数转换功能和FPGA的数据处理能力，可以独立完成从模拟信号采样到数字信号处理的全部工作。该芯片相比ADC与FPGA分立摆放的PCB设计方案具有更小的电路体积，实现了系统设计小型化的目标。本论文设计了一套测试系统，完成了对该合封芯片的功能和性能测试。
　　为了使合封后的模数转换系统芯片具有更高的集成度，本论文针对江门中微子信号的在线处理需求，在该合封芯片上进行波形触发算法和数据拟合算法的研究。针对光电倍增管(Photomultiplier tube，PMT)输出信号盼特点，一共实现了四种波形触发算法，均具有较好的触发效果。并且基于神经网络实现了在线的数据拟合，拟合后的电荷重建相比直接积分法具有更高的能量分辨率。
　　为了完成电子学系统的可靠性预计，本论文设计了一套加速老化试验，对暂无可靠性数据的模数转换芯片完成了可靠性验证。
　　基于以上研究，本论文针对模数转换芯片完成了小型化和高集成度的设计方法研究，为其他高能物理实验提供设计思路的参考。本论文最终设计实现的具有数据处理能力的双通道高速采样模数转换系统芯片具有高性能和高度兼容性，可以应用于其他高能物理实验的电子学读出系统设计。