高精度MEMS加速度传感器能够实现实时位移检测,在当今民用和军用系统如汽车电子、工业控制、消费电子、卫星火箭和导弹等中间具有广泛的需求。在高精度MEMS加速度传感器中,特别需要稳定的低噪声高灵敏度弱信号检测电路,其性能的好坏直接关系到MEMS加速度传感器系统性能的优良。本文在充分研究国内外研究发展状况并结合国内实际生产条件的基础上,设计了MEMS电容式加速度传感器闭环检测电路,且完成了系统的版图设计。本文中所做的主要工作如下:首先简单回顾了MEMS技术、MEMS电容式加速度传感器及其弱信号检测电路的发展历史,并对其发展现状和趋势做了一定的了解。这样便于对弱信号检测电路的各种性能作出合理的改进,以适应MEMS电容式加速度传感器弱信号闭环检测系统的发展要求。其次在详细对两种不同的MEMS电容式加速度传感器进行分析和对各种不同的弱信号检测电路结构及其各自优缺点进行比较的基础上,通过讨论开环闭环检测方式的优缺点,确定了本课题的研究方案。然后根据系统功能要求,设计了应用于变间隙MEMS电容式加速度传感器的闭环弱信号检测系统及模块电路,包括前置放大器、滤波电路、比例放大电路、带隙基准、时钟振荡器和数字控制电路等,并利用Cadance软件对系统和模块电路分别进行了仿真分析。仿真结果表明电路达到设计指标要求,电路可检测的电容范围为1pF～10pF,测量精度可达到0.1pF。同时,为了提高电路性能,对MEMS加速度传感器和弱信号检测电路中的噪声进行了分析研究,并对噪声的抑制做了一定探讨。最后基于中电24所MC3010混合CMOS工艺设计了系统电路版图,并通过了DRC、LVS物理验证。