本文首先在绪论部分介绍了NMR(Nuclear Magnetic Resonance)技术在MRI(Magnetic Resonance Imaging)和MRS(Magnetic Resonance Speetroseopy)两大领域中的应用,并分别对动物MRI系统射频线圈的设计以及小型NMR谱仪的改进工作的必要性以及工作的意义作了阐述。　　 动物MRI系统由于其应用上的特殊性,需要对射频线圈进行特殊的设计。本文在分析了系统对线圈提出的要求后,根据射频线圈的磁场均匀性以及接收灵敏度这两个重要指标,对亥姆霍兹线圈进行了组合以及外形上的修改,并通过数值计算优化了线圈组间距,线圈底部张开角等外形尺寸参数;使用有限元的方法对线圈设计进行了仿真,得到了良好的结果。将制作出的射频线圈应用到动物MRI系统中,并分别对水模和牧羊犬脊椎进行了成像实验,得到了质量很高的图像,说明了线圈可以很好的满足动物MRI系统的要求。　　 在实验室开发的PMR-1型小型NMR系统中,受到谱仪性能的限制,系统只能应用在少数几个领域中。本文针对原谱仪工作频率低,引入死时间长的问题,在软件和硬件上采取了多方面的措施,对谱仪进行改进。通过更换高速模数转换芯片(ADC),提高了谱仪的工作频率;为了使用射频开关防止谱仪中信号放大器的饱和,比较不同的设计方案,最终设计出了有效的射频开关系统;通过研究数字低通滤波器对信号波形造成的影响,在控制软件中加入了信号反转拼接的数据处理方法,并使用了最小均方滤波器,在有效抑制带外噪声的同时,避免了由滤波处理造成的信号失真;从谱仪硬件工作原理出发,提出了新的相位控制方法,仅在序列开始前对发射路和接收路的振荡器进行同步操作,使谱仪实现了准确的相位控制。　　 将改进后的谱仪应用于PMR-2型系统中,系统的各项性能得到大幅度提高,实现了多种复杂的脉冲序列,并且采集到了高信噪比的固体NMR信号。