傅里叶变换回旋共振质谱(FT-ICR MS)是最近30年快速发展起来的一项质谱检测手段。从第一次将离子回旋共振技术和傅里叶变换技术应用到质谱检测中以来,这个新颖的质谱方法就以其高分辨率、高质量检测上限、高扫描速度以及便于发展串联质谱技术等优势越来越广泛地应用在生命科学、化学与材料科学等各个领域,尤其是在生物分子离子结构的研究中起到了非常重要的作用。本文正是基于上述背景展开研究的,通过查阅大量国内外文献,确定了生物分子离子的离子碰撞截面和高分辨率质谱可以通过傅里叶变换离子回旋共振质谱分析同时得到。其中,离子的离子碰撞截面和质荷比分别对应着采集到的信号的衰减因子与频率信息。在此基础上,将具有不同电荷数的蛋白质离子作为研究对象,提出了不同的方法提取信号特征,具体内容如下:(1)针对信号的时域研究采用了基于时域的分析算法,利用峰值搜索选择待研究的离子并提取相关频率与相位特征。接下来对原始信号进行调制,将调制后的信号通过13级的降采样滤波器去除噪声及其他谱峰信号以得到时域衰减数据,然后通过最小二乘拟合模块进行曲线拟合,以获得衰减因子的信息。分别用单频信号与多频信号对该算法进行验证,能够得到较准确的特征信息,其中衰减因子估计值的方差在104数量级上,曲线拟合的误差也控制在10-6数量级上。(2)针对信号的频域研究采用了加窗频域插值算法。首先对原始时域信号加Hanning窗,离散傅里叶变换后,对某个频率分量的谱线进行插值处理,通过计算得到该频率分量所对应的离子的频率及衰减因子信息。接下来分别用典型的衰减信号和目标信号对该算法进行仿真验证。其中,针对典型的衰减信号和单频信号取得了很好的结果。针对多频信号采用频域曲线拟合方法求其衰减因子信息。将曲线拟合得出的结果与基于时域的分析算法的结果进行对比分析,发现结果更优。(3)最后阐述了基于FPGA的信号处理系统评估板的设计方案,主要分为硬件设计和软件设计两部分。包括模拟前端处理模块,AD转换模块,数据采集传输模块,以及基于Labview的上位机数据显示界面的设计。