地球空间是一个恶劣的、多变的和复杂的电离辐射环境。分布于其中的高能带电粒子对航天器的正常运行有重要影响。为了避免或减轻空间粒子辐射环境和空间灾害性天气事件可能造成的危害，确保航天器系统以及航天员的安全，必须在全面而细致的空间探测基础上，对航天器运行环境中带电粒子的空间分布、时间变化及其影响因素进行深入研究。在空间辐射环境探测中，粒子能谱是最重要的探测对象。以半导体材料为探测介质，在电子学部分采用多道脉高分析方法的探测设备能胜任这一工作。　　 本文第一章介绍空间环境探测的意义，着重讨论了高能粒子辐射探测的必要性和现实意义。第二章介绍粒子探测器基本原理。第三章、第四章为本论文的工作重点，讨论了一个用于空间粒子辐射探测的高能粒子探测仪原理样机：包括探头设计，探头信号获取和预处理，对信号的多道分析及计数等。作者的主要研究工作为电子学处理部分，包括：对脉冲峰值的准确检测，对脉高分析的时序控制以及利用查找表对模数转换结果的编码输出等。但为了设备的完整性，作者对前端部分也进行了原理性的探索，在第三章中也详细描述了前端部分的电路原理。　　 高能粒子探测仪的探头由三个硅半导体探测器构成望远镜式的方向探测器。同一个探头同时测量质子和电子，能有效利用空间资源，减小整个仪器的体积和重量。在前端电子学的设计上，最重要的考虑因素是提高信噪比，包括前置放大器的低噪声设计，脉冲成形网络的滤波特性，即最佳信噪比与电路复杂程度的权衡等。　　 对信号脉冲幅度的多道分析则是使用模拟-数字转换的方法来实现。在原理上这种处理相当于首先获得每个输入脉冲的幅度大小，然后按其幅度大小分道计数。脉冲幅度表征了产生这个脉冲的入射粒子在探测器中沉积的能量，沉积能量可以通过能量损失曲线转换为初始入射能量。而对脉冲幅度按大小分道计数则实现了对入射粒子能量分布的统计，即粒子能谱。　　 我们在脉高分析中引入了查找表方法。脉高分析过程为1)用模数转换器把脉冲峰值转换为数字量；2)数字量输入查找表，进行能档换算；3)用计数器对查找表的输出进行累积；4)微处理器定时读取计数器中的计数数据。查找表的使用降低了脉高分析对微处理器资源的依赖，降低了电路复杂性。在传统的设计中，微处理器不但负责数据读取和存储，还要负责时序和逻辑控制。这可能会使脉高分析的处理速度，可靠性以及独立性受限于微处理器。我们的设计使得从前置放大器获取探头信号，对信号的峰值、阈值检测，到模数转换及脉冲计数都独立于微处理器，微处理器最终只需定时采集脉高分析的结果即可。由于微处理器为大规模集成电路，属于辐射敏感度较高的元器件。降低对微处理器的要求既可以提高设备的可靠性，又简化了电路，降低功耗、重量和成本。　　 根据系统原理和设计思想，我们实现了原理样机的实验电路，各项指标满足设计需求，可以作为具有较高可靠性、较强移植性的小型化脉高分析模块在各种场合适用。