陀螺是导航、制导、稳定、瞄准等系统中必不可少的惯性测量器件。音叉式石英微陀螺是一种以双端音叉作为角速度敏感元件的振动式微机械陀螺,它具有体积小、功耗低、可靠性高等优点,在低精度惯性测量领域中有广泛的应用。该陀螺内部振动元件结构微小,振动幅值微弱,所以如何设计高性能的驱动检测电路已经成为微陀螺设计中需要解决的关键问题。本文以音叉式石英微陀螺为研究对象,对微陀螺的驱动和检测系统设计进行了深入研究。主要内容概括如下:1.通过频率响应分析,得出了微陀螺的带宽和灵敏度与音叉固有频率匹配系数之间的关系。增大驱动轴和敏感轴之间谐振频率的频差,可以增加微陀螺的带宽,但是降低了微陀螺的灵敏度,这为设计石英音叉结构参数时,确定驱动轴和敏感轴谐振频率提供了指导依据。2.利用音叉的振动方程,对微陀螺进行建模和分析,总结了机械耦合和微陀螺各参数之间的相互关系。通过仿真发现机械耦合严重影响微陀螺的零点偏移、动态范围、灵敏度等各项性能指标。3.设计了微陀螺谐振驱动控制系统,引入了自动增益控制环节,使驱动音叉振动幅值保持恒定,提高了微陀螺的测量线性度,增强了微陀螺的鲁棒性,并且详细介绍了驱动控制电路的实现方法。4.介绍了相关检测技术的原理和优点,设计了基于相关检测技术的信号检测系统,并且详细介绍了信号检测电路的实现方法。5.根据上述设计方法,制作了单轴石英速率陀螺仪样机,并在转台上对其性能进行了测试,结果为分辨率0.56°/s,刻度因子44.5mV/(°/s),线性度1.86%,零偏稳定度2.4°/s。