核磁共振技术在石油勘探领域发挥着重要作用,它提供的地层信息的丰富性,远多于其他任何单项测井方法。核磁共振谱仪是核磁共振测井仪的基础,传统的核磁共振谱仪系统的体积比较大,而且重量重,只能安装在相对固定的实验环境中,很难满足即时现场检测的需求,因此小型化谱仪一直是核磁共振领域的研究热点之一[1]。本文的研究目的是在传统谱仪的基础上实现便携式和小型化,设计并完成了一整套小型化谱仪的硬件系统。测试结果表明,本文所设计制作的的小型化谱仪的硬件系统基本达到设计要求。论文主要完成的工作有:（1）设计并完成了小型化谱仪的硬件系统,包括以FPGA为核心控制单元的控制台;以模数转换器和DDS芯片为核心的双DDS结构,脉冲的幅度、频率、相位以及作用时间可调的脉冲发射链路;基于中频采样的下变频回波信号接收链路以及通信接口电路。（2）设计并制作了一款适用于微量液体样品检测的微探头。借助矢量网络分析仪对探头进行了调谐和阻抗匹配,并测试了微探头在静磁场中的S参数,验证了微探头在核磁共振波谱实验中的适用性。（3）制作了一套由NdFeB永磁材料组成的Halbach阵列结构来提供谱仪系统测试所需的静磁场。利用有限元仿真软件COMSOL对该结构进行了仿真分析,研究了退磁效应和组装误差引起的Halbach阵列中心磁场的不均匀性对核磁共振波谱实验的影响,为无源匀场方法奠定了基础。（4）设计并制作了一套基于机械调节的Halbach阵列无源匀场结构。该结构通过调节Halbach阵列的磁体单元的位置,改变每个磁体单元对中心磁场的贡献度,弥补了退磁效应和组装误差引起的磁场不均匀。仿真结果表明,基于机械调节的无源匀场结构可以使Halbach阵列中心5mm DSV范围内的磁场均匀度达到150ppm。（5）通过模拟脉冲序列发射和回波信号接收,对小型化谱仪的电子线路进行了测试,检测通信接口电路、发射链路、接收链路的性能。测试结果表明,小型核磁共振谱仪硬件系统已经达到设计要求。