当前，我国正在实施国土资源大调查和以矿产开发为主的地质保障工程，需要尽快查明国土资源状况。十一五期间，国家启动了高精度航空物探技术装备研发工作，用于地质找矿工作。由物化探所承担的“固定翼时间域航空电磁勘查系统研发”是国家高技术研究发展计划(即863计划)重大项目“航空地球物理勘查技术系统”的一个重要子课题。本文正是在这样的一种背景下，依据瞬变电磁法原理，研究并设计了基于DSP的时间域航空电磁ATEM微弱信号的数据采集系统。瞬变电磁法是一种地球物理勘探方法，它具有对电阻率变化灵敏度高、受接地条件限制少、功率勘深比优、快速廉价等优点，这使得其在金属矿藏勘查、钻井、航空和海洋等领域得到迅速应用，成为地球物理探测领域的重要物探方法之一。时间域航空电磁法是航空电磁法的一个分支，它将航空技术与物探技术相结合，是以飞机作为运载平台、通过装载物探仪器来完成空中获取地球物理信息的方法。航空物探具有勘探深度大、便于大面积工作、成本低和效率高等众多优点，是完成国家地质大调查项目的重要手段之一，为发展国民经济起着重要作用。针对瞬变电磁法信号的特点，本文研究了基于瞬变电磁法原理的二次场信息采集系统。研究内容包括二次场微弱信号的采集、上位机数据收录软件的编写和数据的传输等。涉及的关键技术包括浮点放大技术、浮点放大与二次采集的时序控制、上位机数据收录软件和低通滤波器的设计等。本文研究成果有编写了数据收录软件、制成了浮点放大器和二次采样电路板。系统使用DSP芯片作为主处理器实现对数据采集的有效控制，使用CPLD完成微弱信号的浮点放大，通过串口向PC机数据收录软件传输数据进行曲线显示，并在采集板卡上通过液晶显示实时观察采样结果。收录软件使用LabVIEW语言编写，界面友好、操作简便，能够显示采集的波形、存储和回放已存储数据。经现场测试，系统能够采集到较完整的二次场信息，对研究瞬变电磁二次场信号随时间的变化规律起到了一定的作用。通过瞬变电磁法仪器的进一步研究和研制，将为加速国土资源大调查起到强有力的作用。论文在结构安排上共分为以下六章：第一章为引言部分。讲述了论文的选题依据、研究意义、国内外研究现状，并对瞬变电磁法、ATEM、课题研究内容、关键技术及预期成果做了重点介绍。第二章讲述了DSP系统的原理、所选DSP类型及浮点放大技术。第三章为系统的总体设计部分。介绍了系统实现的技术路线和总体设计方案。第四章为系统的硬件电路设计部分。主要讲述各个硬件电路模块。第五章为系统的软件设计部分。主要讲述了实现系统所需功能的程序设计。第六章为系统集成测试。讲述了系统的集成调试过程和实地测试结果。