磁测量技术是一项广泛应用于空间探测,地质勘探,导航定位和生物医学等领域的技术。磁通门磁强计是一种基于软磁材料非线性工作的高精度矢量磁场测量装置,常用于测量恒定和低频磁场。由于磁通门传感器有着测量精度高、灵敏度高、线性度好、稳定性高等独特优势,目前已经成为空间磁测量领域应用最为广泛和性能最可靠的载荷之一。磁通门磁强计分为模拟和数字两大类别,模拟磁通门磁强计电路复杂度高,模拟器件性能容易受温度、环境电磁干扰等因素影响。随着信息技术的飞速发展,低功耗、小型化的数字磁通门磁强计越来越受欢迎。数字磁强计通过A/D转换器对模拟信号进行采样量化,在数字域完成磁通门的信号处理过程。本论文在空间高精度磁场探测需求的背景下,针对宇航级A/D,D/A转换器分辨率不足的问题,开展了Sigma-Delta调制技术的研究,应用数字信号处理方法提高数字磁通门磁强计的测量精度。论文介绍了磁通门磁强计的工作原理,分析了磁通门传感器的信号特性与磁场信号处理方法,研究了Sigma-Delta调制技术的原理,完成了采用1bit与8bit Sigma-Delta调制器系统级设计。基于Simulink仿真环境设计了1bit Sigma-Delta数字磁通门磁强计仿真模型与8 bit Sigma-Delta数字磁通门磁强计仿真模型,并进行了详细的磁强计性能仿真计算与分析。仿真结果表明1bit Sigma-Delta数字磁强计仿真性能达到了4.7 p T/√的噪声水平,非线性度小于8×10-6,而8 bit Sigma-Delta磁强计仿真达到了2.5p T/√的噪声水平,略优于前者,系统全量程非线性度小于1.9×10-5,略低于前者。1bit Sigma-Delta数字磁通门磁强计过采样率高,且调制器设计复杂,8bit Sigma-Delta磁强计过采样率显著下降,且仅为2阶单环调制器,调制器设计更加简单,论文最后是数字磁强计数字信号处理部分的FPGA软件设计与仿真。本论文的仿真结果表明,采用Sigma-Delta调制技术能够有效提升A/D,D/A转换器的分辨率,从而提升数字磁通门磁强计测量精度。