硅微机械陀螺仪是一种测量角速度的惯性传感器,以其体积小、重量轻、成本低等优点在众多领域都有着广阔的应用前景。硅微陀螺仪驱动检测模拟电路已经较完善和成熟,但是模拟电路本身存在的噪声、温漂等因素,已经在某种程度上限制了微机械陀螺仪性能的进一步提高。近年来,随着微机电系统和电子技术的快速发展,硅微陀螺仪数字化驱动检测技术逐渐成为研究热点。　　 本文在课题组前期模拟电路研究的基础上,研究了基于数字相位控制的硅微陀螺仪驱动检测数字化电路,实现了驱动模态的数字化稳频稳幅双闭环控制和检测模态的数字化开环检测。首先,根据双线振动硅微机械陀螺仪驱动模态和检测模态的动力学模型,重点分析了基于锁相环(PLL)控制技术的硅微陀螺仪驱动闭环控制原理,深入研究了数字PLL的组成,探讨了最小均方误差解调(LMSD)算法作为数字环路鉴相器的可行性,并对有输入相加噪声的数字环路特性进行了简要分析。在此基础上分析了基于数字PI控制的陀螺仪驱动闭环幅度控制原理,引入积分分离PI算法,减少了驱动幅度的波动。其次,基于理论分析,在Matlab／Simulink和ALTERA DSP Builder中建立数字PLL仿真模型,设计了基于CORDIC算法的数控振荡器,验证了数字PLL在FPGA实现的可行性,进而实现了基于数字相位控制的硅微陀螺仪驱动检测数字化系统设计,利用Matlab／Simulink建立系统整体仿真模型,仿真验证了系统实现的可行性。最后,基于理论分析和仿真验证,实现了以FPGA为核心处理器,与高速A／D、D／A相结合的实时数字信号采集处理电路,与微机械陀螺仪结合进行了常温和全温的驱动与检测试验,实验验证了系统设计的正确性。