微电子机械系统(MEMS)近年来的快速发展,极大促进了近红外光谱仪的小型化和便携性。然而,由于MEMS本身的特点,导致光学系统输出的信号微弱,进而影响光谱分辨率、吸光度重复性等性能,而这些性能的提升对噪声抑制、采集速度提出了很高的要求。为解决上述问题,本文旨在设计和开发一套高信噪比且具有干涉光高速同步采集功能的电路系统,为基于MEMS的近红外光谱仪性能的提升打下基础。本文首先介绍了基于MEMS的近红外光谱仪的研究背景和意义,阐述了基于MEMS的近红外光谱仪以及微弱信号检测处理技术的国内外发展现状,明确了本课题研究难点和重点。第二章设计了基于MEMS的近红外光谱仪电路系统的总体方案,对基于MEMS的近红外光谱仪的工作原理和系统需求进行了说明,阐述了本课题涉及的关键技术,包括微弱信号放大、同步采集、高速数据传输和控制器选型等,并对电路系统的软硬件方案进行了详细分析。第三章首先针对干涉光信号极其微弱的特点,采用I-V转换、带通滤波、差分共模抑制、磁耦光耦隔离、放大区线性检测等手段,设计低噪声同步采集电路;并设计了MEMS同步驱动电路,以实现MEMS微反射镜在固定方向运动;最后对电源模块和核心板模块进行了分析和设计,保证系统稳定运行。第四章对电路系统各模块进行软件开发,以现场可编程门阵列FPGA和ARM为核心,根据其各自的特点进行软件开发,保证系统高效运行,实现干涉光同步采集以及MEMS同步驱动;同时采用高速USB协议,实现电路系统与光谱分析处理器高速数据传输。论文最后完成了基于MEMS的近红外光谱仪电路系统干涉光信号采集模块和MEMS驱动模块的调试和测试工作,并对测试中遇到的问题进行了分析并提出解决方案。测试结果表明,系统完全满足设计要求,达到预期效果。本论文设计的基于MEMS的近红外光谱仪电路系统具有较高的信噪比,且具有干涉光高速同步采集等功能,对基于MEMS的近红外光谱仪研发和推广应用具有良好的借鉴意义和参考价值。