世界卫生组织统计并公布的数据显示每年新增约一千万神经系统疾病患者。贫困、营养和医疗资源的缺乏,导致部分发展中国家神经系统疾病正面临严峻的形势。目前常见的神经系统疾病主要有癫痫、阿尔兹海默症、中风、偏头痛、耳鸣、抑郁症和药物成瘾等。经颅电刺激已被证明是一种针对神经系统疾病非侵入式、安全的治疗手段,可以持续作用于一部分患者,改善各类神经系统疾病。部分研究者也进行了经颅电刺激对人类认知系统影响的研究。多项试验证明,经颅电刺激在提升人类工作记忆、技能学习和注意力等方面也有着很大的潜力。传统的经颅电刺激设备存在小信号输出一致性差、单个设备不能输出多路相位-振幅耦合的刺激信号以及功耗较大的问题。本文设计了一种新型多通道相位振幅耦合经颅电刺激仪。该仪器其一具有程控的多路相位-振幅耦合的刺激信号输出功能,可同时输出多路相位-振幅耦合的刺激信号。其二基于Howland电流跟随模块设计了新型的电流跟随模块,使模块输出阻抗更高,且不受人体电阻的变化而改变,并能兼容高分辨率电极。该电流跟随模块受制造过程元器件公差影响更小,所以小信号输出一致性更强。此外,为解决传统设备功耗较高的问题,本设计在软件算法层面进行了改善,采用了功耗更低的窄脉冲群输出刺激信号。以上改进设计在兆易创新公司的32位微处理器GD32F170上进行了实现与验证,经测试本仪器达到了设计指标。最后,基于经颅电刺激仪开展了为期一个月的经颅电刺激对第二外语联想记忆能力的影响的随机对照临床试验。本试验参考了功能性核磁共振影像学资料,创新性地提出了选取左侧顶下小叶（P3）和左前额叶（F3）作为提升第二外语联想记忆能力作为最有潜力的靶点,并对15名未学习过德语的志愿者进行了20分钟1.5m A经颅直流电刺激试验,对比分析了不同条件下经颅电刺激对第二外语联想记忆学习能力的影响。结果显示经颅直流电刺激有益于增强志愿者联想记忆学习能力。