陀螺仪是一种用于测量角运动状态的惯性传感器,是惯性导航系统的主要敏感器件,广泛应用于航空航天等领域。谐振式光纤陀螺(RFOG)是一种基于光学Sagnac效应的光学陀螺,RFOG的核心敏感元件是光纤环形谐振腔,通过光波在谐振腔内传输产生谐振现象,检测分析谐振现象便可以获得陀螺测量的角速度信息。在工作过程中,光纤环形谐振腔内同时存在两路光波,分别沿顺时针、逆时针传输,当陀螺随着载体产生角运动,两束光波会在光波传输距离差的影响下产生谐振频率差,并且谐振频率差正比于载体运动角速度,因此只要测得谐振频率差便能够得到准确的角运动信息。本论文从RFOG的测量原理出发,结合光学原理和谐振腔敏感过程,确定谐振式光纤陀螺的基本结构,并针对其信号特点设计建立信号检测与控制系统。本文主要开展以下研究工作:从光学Sagnac效应出发,深入分析谐振式光纤陀螺的光学原理和谐振腔敏感角速度的原理,确定反射式谐振腔结构,并以此设计RFOG基本光路。进一步建立谐振腔内光信号的传输模型,对比分析了不同参数模型下谐振特性的变化。列举了RFOG系统内的几种主要噪声和噪声对系统信号的影响,最后基于以上分析工作,完成谐振式光纤陀螺的光路搭建工作。在对RFOG基本原理的分析基础上,建立RFOG信号检测和控制系统,系统包括数字正弦波调制模块、同步解调模块和激光器频率锁定模块。数字正弦波调制模块用于产生正弦信号加载在相位调制器对光波调制,同步解调模块用于检测光电探测器输出的表示谐振频率的微弱信号,激光器频率锁定模块用来调节激光器输出光波的中心频率。将设计的信号检测和控制系统以硬件方式实现,为此设计了以FPGA芯片为核心的检测系统电路板。除了FPGA最小系统外,还包括A/D模块、D/A模块、通信模块和电源模块等,结合系统工作需求选取合适的芯片。将以上模块集成在一块PCB上,经调试测验后作为RFOG系统板,承担着检测信号输入、调制波形输出及陀螺数据输出等工作任务。在分别完成RFOG光路和电路设计后,将二者组合到一个简易平台上,构建了RFOG系统验证样机。对调制解调等模块实验测试,测试表明能够初步实现陀螺的基本工作,验证了论文中RFOG检测系统设计的可行性,实现了RFOG系统的初步设计,为后续的测量转动信号、信号噪声研究和系统优化设计奠定了硬件基础和实验平台。