随着核辐射探测在社会生产活动中的广泛应用,研究设计高性能的射线探测系统具有重要的意义。为了解决室温下γ射线探测器能量分辨低和探测效率低的问题,本文结合高性能CdZnTe探测器,设计了γ射线能谱探测系统。首先对CdZnTe探测器的工作原理、特性、等级分类等进行分析,选用各项性能优良的CDG结构,作为本探测系统的探测器结构。选用了结构简单的容阻反馈电荷灵敏前置放大器并对其噪声进行分析,对噪声影响较大的输入级JFET电路结构进行了调整。通过调试选用合适大小的反馈电容和反馈电阻,使电荷灵敏前置放大器的变换增益、稳定性、噪声性能达到期望状态。同时设计了滤波成形电路和性能优良的基线恢复电路。最后,设计了基于FPGA的数据采集系统和程控阈值甄别电路,对CdZnTe探测器阵列的性能和用于阵列探测的FPGA数据采集系统进行了测试。通过实验测试,设计的CdZnTe阵列探测器对241Am单通道能量分辨率达到了5.16%。并且探测系统的各通道电磁兼容得到较好处理,输出能谱特性和时间稳定性有了一定提高。同时,探测器体积小,移动方便,具有良好的实用价值。