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MEMS(微机电系统)陀螺具有体积小、重量轻、可靠性高、易于系统集成等优点,在汽车工业、航空航天以及机器人等领域具有广阔的应用价值和前景,其研究和发展受到广泛重视。国外MEMS陀螺产品已经得到广泛应用；国内MEMS陀螺近年来在关键技术方面取得了重大突破,常温精度水平接近了国外中低端产品,但温度适应性离工程应用还有一定差距。在当前情况下,除改进设计、优化工艺提高MEMS陀螺其自身温度适应性,推进其工程应用外,在保证小型化、低功耗、低成本的前提下,通过后端测试环节进行精确测量和补偿,提高陀螺工程环境下的综合精度,也是推进其工程应用的有效手段。本文以基于Σ-△原理的MEMS陀螺高精度模数转换技术为研究目标,研究了ΕΔ-ADC的原理和特点,运用其Z域的数学模型,分析了过采样、噪声整形及数字滤波技术对改善模数转换精度的影响,明确了其在MEMS陀螺信号测量方面的优势,并设计了相应的电路,实现了对MEMS陀螺输出信号的高精度的模数转换。同时对该系统数字部分进行了集成化设计,采用了内嵌ARM处理器的FPGA,数字部分除外挂一片Flash存储器,用于存储软件代码和陀螺标定数据外,其他功能全部由一片FPGA完成。内嵌的ARM处理器有足够的能力在时序控制器的配合下完成陀螺数据的解算和温度特性的补偿。试验结果表明,采用本文的设计方案,在—40℃-+60。C温度范围内,模数转换精度达到了18位(优于±1×10-5),分辨率达到了20位(优于10-6)。本系统通过高精度模数转换和紧凑型智能数字控制模块的合理搭配,保证了小型化、低功耗、低成本、高精度、可补偿的要求,通用性强,对推进现阶段国产MEMS陀螺工程应用具有很好的实用价值。