设计了一个能在四极杆和四极离子阱质谱仪中通用的数字控制系统结构。新结构在商业仪器PolarisQ结构的基础上，增加了PCI04总线用于扩展硬件，以32位MCU和FPGA为核心处理器，基于操作系统uClinux的多任务编程而不使用DSP器件，设计了通用远程控制协议和基于FPGA的分时段同步程序。基于这种结构开发的数字控制系统在EI-四极杆，EI-矩形离子阱，ESI-矩形离子阱3种产品样机中成功应用。相比现有的结构，新结构兼备了小型化和通用性。

针对四极质谱的谱峰电流信号微弱并且快速变化的特点,设计了复合跨阻抗放大器、四阶低通模拟滤波器和逐次逼近式模数转换器来实现弱电流放大与数据采集系统,用现场可编程阵列逻辑实现了数据采集的实时同步控制和高速大容量数据缓冲等功能。通过分析增益和带宽对信噪比、半峰宽和信号强度等质谱峰参数的影响,选择了合适的增益和带宽。实验结果表明在快速扫描时,30 kHz带宽满足谱峰带宽需求,提高了信噪比且不影响信号强度;提高增益能提高信噪比,当将增益由106V/A增大到108V/A时,半峰宽从0.52增加到0.6,当增益为109V/A时,由于放大器带宽变窄导致半峰宽增加到2以上。在慢速扫描时带宽需求较小,109V/A增益能提高信噪比和信号强度,并保持半峰宽为0.2。