新型无线电通信业务不断涌现,频谱资源供需矛盾日益突出,电磁环境更加复杂多变,频谱资源的监测和管理早已上升到国家安全和战略高度。为了加强频谱资源的监督管理,急需能够对频谱使用情况进行实时监测和分析的通用无线信号检测分析系统(频谱检测系统)。本论文从频谱检测系统的特点以及软件无线电的设计思想出发,确定了频谱检测系统模块化的软硬件设计思路,明确了中频采样板在频谱检测系统中的作用和主要设计难点,为后续设计提供方向。接着,简要分析中频采样板的需求,结合以往设计方案中的存在不足,提出采样板的设计架构,完成核心数字处理器件的选型和关键接口协议的选择,提出采样板总体设计方案,搭建设计框架。然后,针对模数转换所需的高性能指标,定量推导出分辨率、时钟抖动和信噪比三者之间的关系,分析减少时间抖动的主要措施,设计出高质量时钟的发生电路。估算实际时钟抖动,计算模数转换器分辨率,完成转换器选型。进而设计出外围的模拟接入电路和阻抗匹配电路。通过实际单板测试,验证模数转换器性能。最后,结合模数转换部分电路,围绕核心数字信号处理器和核心控制器,完成采样板电路设计。针对FPGA配置程序不能灵活升级的问题,提出了远程配置方案。针对模数混合板卡中模拟信号和数字信号间电磁干扰的问题,仿真对比完全分割和部分分割回流地平面两种处理方式,提出部分分割回流平面并合理叠层的设计方案。完成中频采样板在频谱检测系统中的性能测试,验证满足设计需求。