正电子发射断层扫描仪（Positron Emission Tomography，PET）是一种非入侵的成像技术，它可以提供活体对放射性示踪剂的分布图，实现生物体的功能成像。PET系统主要由探测器系统、电子学系统和计算机处理系统组成。　　本文主要是通过优化探测器系统来提高PET系统的时间分辨率并设计前端电子学系统。　　PET探测器部分主要是由闪烁晶体、光电倍增管(PMT)、偏置电路构成，前端电子学系统的作用是对PET探测器输出的信号进行放大和脉冲整形，得到很好的脉冲包络，有利于模拟信号转变成数字信号及信号的储存。通过优化光电倍增管的偏置电路优化光电倍增管输出信号上升时间特性和信号幅度与探测器能量沉积的线性度，可以提高PET探测器的能量分辨率、时间分辨率。由于光电倍增管的特点使其相关电路无法数字仿真，一般采用从常识预估参数，做出电子印刷板，这种方法的优化周期很长。　　本文PET探测器的光电倍增管的偏置电路采用主动式分压，通过改变偏置电路中的信号阻尼电阻、电荷补偿电容的参数值，调节PMT多级放大的级间电压来优化输出信号的性能。利用MATLAB编程，控制高频示波器采集信号的形状，对这些数值信号形状数据进行拟合计算得到信号的平均上升时间，通过不断改变电路元件参数值对比分析结果，得到了偏置电路最优的元件工作参数。　　研究表明:通过优化的PMT R9800输出信号，结合设计的时间信号放大与甄别电路，晶体对晶体的全能峰符合时间分辨从397ps提高到359ps，从而提高了PET系统的时间分辨率。