地震学本质上是一门观测的科学。地震观测为人们记录、分析和研究地球内部结构、确定不同震源模型下的运动学和动力学参数等方面的研究提供连续、可靠和完整的基础数据。进行地震观测需要有观测台站以及各种地震仪器的支持。目前我国已经建立了完备的数字地震观测系统,但是受到地表影响比较大,采用井下观测方式是躲开地表各类干扰、提高地震监测能力的有效途径,也是直接在地下深处测量应力应变的重要手段,提高观测地震数据质量的有效途径。井下综合观测系统将多个传感器组合在一起,监测信号多且复杂。如果仅将传感器置于井下,将面临大量的模拟信号需要从井下传输到地表,实施难度随信号线数量的增加而迅速增加,需要克服面临信号串扰等技术问题。为解决该问题,常采用分布式数据采集器,即将模拟数字转换功能与观测传感器紧密结合,针对传感器输出信号的特点适配模拟数字转换电路,将传感器与数据采集器进行固定搭配集成,从而提高观测系统的整体性能。本文深入研究了增量总和调制技术,该技术是由积分器、模数转换芯片和数模转换芯片构成的反馈环,并在反馈环外配置低通数字抽取滤波器。集成了过采样、量化噪声整型、数字低通抽取滤波器三种核心技术。本文提出将数字输出传感器中的放大器、相敏检波器放置在增量总和反馈环中,形成一个大的反馈环路的设计方法,该方法不仅保留了增量总和调制技术的三种特点,还有利于抑制相敏检波和前置放大器产生的测量误差,提高整个数字化测量系统的精度和稳定性。针对设计方法,论文从模型推导、模拟仿真和实验测试三个方面开展了工作。论文在增量总和调制技术的基础上,将微位移测量传感器的解调电路应用到增量总和调制环路内部,以抑制放大及解调电路的误差,提高环路的整体性能;论文针对前置放大器和相敏检波器置于增量总和调制反馈环内的电路模型进行了理论分析和仿真计算,研究了反馈环路对误差的抑制作用及对测量量程等参数的影响;根据电路模型,设计制作了电路板,编写控制软件和数字滤波抽取等软件,并在实验电路上进行了测试和实验,达到了预期研究目标。