微电子机械系统在过去二十年中发展迅速,微机械陀螺随着微电子机械系统技术的发展也在不断进步。微机械陀螺尺寸很小,通常在微米量级,输出信号小。而微机械陀螺检测电容变化量则非常小,对读出电路的灵敏度、分辨率、线性范围的要求非常高。对绝大多数体硅微加工的陀螺来说,系统的总噪声主要是来自于读出电路,因此使用高精度电容检测电路方案对于实现微小电荷读出来说非常重要。针对微小电容读出电路的低噪声要求,本文提出了一些方案来实现这一目的,并进行了理论分析和仿真验证。本文硅微陀螺读出电路为连续时间差动式检测读出电路。这种电路抗外界干扰能力强,易于实现。微机械陀螺主要噪声来源于电路热噪声和闪烁噪声。本文建立了前置放大器噪声模型来对前置放大器中MOS管的宽长比进行低噪声优化设计,同时根据检测电路等效模型对放大器输入管进行了电容匹配最优化设计。优化后的前置放大器输入参考噪声为10.1nV/√Hz,开环增益为96dB,相位裕度60°,电源抑制比低频时为98dB,相关性能能够满足读出电路低噪声要求。另外本文对微机械陀螺读出电路其它模块也进行了低噪声优化设计,并提出了减小寄生电容,抑制外部噪声,使用SIGMA-DELTA调制器等其他低噪声设计手段。仿真结果表明,本文读出电路整体噪声为51.156nV/√Hz,相比实验室原有读出电路噪声大大降低。最后,对读出电路进行了ASIC版图设计,该版图基于18V0.5μm双阱COMS工艺,整体面积为4499μm×1940μm。运算放大器工作频率噪声后仿时为16.5nV/√Hz,整体电路噪声后仿结果为59.691nV/√Hz,能够满足微陀螺整体电路低噪声的要求。