微机械陀螺由于其体积小、重量轻、低成本等优点,一直是国内外的研究热点。随着加工技术和设计水平的不断提高,微机械陀螺的精度也在不断提高。微机械陀螺由于存在信号微弱和温漂等问题,因此对信号处理电路的要求较高。用模拟电路实现的信号处理电路发展已经比较成熟,但其在闭环控制、温度补偿上电路的调整缺乏灵活性,而数字电路的调整相对比较方便灵活。因此本论文从数字电路角度出发,对微机械陀螺驱动闭环和检测信号解调两个方面进行电路设计和实现。　　 第一部分对陀螺的闭环驱动进行研究。通过对比国内外的研究成果,本文采用了幅度和相位分别控制的闭环驱动方案。这个方案主要包括三部分:直接数字式频率合成器(DDS),最小均方误差(LMS)算法,比例、积分、微分(PID)控制。文中对每部分的原理进行详细论述和软件的设计仿真,并且通过软件综合后下载到硬件进行验证。微机械陀螺的实际调试结果显示该方案实现了对微机械陀螺的闭环驱动控制。　　 第二部分是研究陀螺检测信号的解调,比较了三种解调算法。一是乘法相敏解调算法。由于乘法解调的关键部分是滤波器的设计,所以论文通过详细的设计仿真对比验证无限冲击响应(IIR)和有限冲击响应(FIR)滤波器的优劣。在实际的数据处理中,设计加入了级联梳状积分器(CIC)滤波器。二是卡尔曼滤波解调算法,这种算法在跟踪角速率变化和滤除噪声的能力上都明显要优于其他两种算法,但其具体参数调节存在一定难度。三是最小均方误差(LMS)解调。此算法在噪声抑制能力上比乘法解调强,对外界环境更好的适应性。综合考虑实际信号和硬件资源的情况,本论文硬件上实现了乘法解调和LMS解调两种算法,并对两者进行性能比较。测试结果表明,陀螺的标度因子为3.41 mV/(°/s),分辨率为0.1°/s,零偏稳定性为165.74°/h,噪声水平为17.1°/h/Hz1/2。　　 本论文工作为微机械陀螺驱动和检测数字电路建立一个完整测试平台。硬件方面选用Altera公司的FPGA器件EP2C8T144C8,在实验室已有的电路基础上,制作出PCB样机用于算法的测试和实现。软件方面使用Matlab/DSP Builder对所有算法进行设计仿真,再经过QuartusⅡ综合、管脚分配后下载到FPGA运行。