陀螺仪是一种重要的惯性器件,其主要用途是检测角速度或角度。半球谐振陀螺仪有着检测精度高、可靠性高、稳定性高和使用寿命长等优点。由于受加工工艺和环境的影响,半球谐振微陀螺难以工作在理想振动状态,使其性能指标下降,因此需要电路系统进行补偿。而数字电路相较于模拟电路受环境影响更小,可为日后电路系统ASIC化奠定基础。针对微半球谐振陀螺,本文主要对以FPGA为基础的全数字测控电路系统进行了总体设计,并在有限资源条件下完成了电路系统实现,并对此电路系统进行了仿真验证和转台测试实验等研究。主要工作如下:(1)介绍了半球谐振微陀螺仪的基本原理,对压电半球微陀螺的谐振子结构进行了有限元模态仿真分析和阻抗扫频测试,确定了其工作模态与频率,并根据测试所得参数与陀螺材料特性通过理论推导确定了陀螺头部的传递函数;(2)进行了力平衡模式检测方案的微半球陀螺测控电路的系统级设计,并完成了Simulink系统级建模仿真,算法上验证了设计的正确;(3)以FPGA为基础,在有限资源条件下完成了基于力平衡检测模式的全数字化闭环测控系统的设计与硬件实现;(4)基于Spartan-6 FPGA平台进行了全数字测控系统的仿真验证,并进行了相关硬件实验。(5)通过陀螺转台实验,测得微陀螺灵敏度为1.428mV/(°/s)。本文所做工作将为半球谐振微陀螺数字测控电路的实用化研究提供参考和支持。