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MEMS微机械陀螺作为一种小型化的角速度传感器在很多领域得到应用,比如在汽车工业中。MEMS微陀螺可用于翻转检测,惯性导航以及电子稳定程序等。MEMS微陀螺具有体积小,重量轻,可靠性高,成本低等优点。随着MEMS微陀螺的快速发展和大量应用,对微陀螺驱动与检测技术的研究成为一个热门研究方向。本文主要研究MEMS微机械陀螺的数字化检测,对MEMS微陀螺的工作原理进行简要分析,开发了一种面向MEMS微陀螺的基于FPGA的矢量信号分析系统。通过检测微陀螺的输出信号,并对该信号进行矢量信号分析,获得信号的幅值和相位信息。然后对信息进行处理与分析,判断MEMS微陀螺的工作状态,并将分析结果发送到驱动信号模块以实现对MEMS微陀螺的闭环驱动。针对MEMS微陀螺对于信号检测与分析的需求,本文开发了一种基于FPGA的矢量信号分析集成系统,该系统采用高性能模数转换器(ADC)模块将待测模拟信号进行数字化转换并采集到FPGA芯片,在FPGA中实现矢量信号分析等数据处理。对于MEMS微陀螺输出信号的采集,本文根据MEMS微陀螺的检测需求对模数转换模块进行了重新设计与优化,采用了Analog Devices公司的AD7960芯片进行模数转换。经过对MEMS微陀螺的检测原理与矢量信号分析原理的分析,设计了基于FPGA的MEMS微陀螺输出信号解调算法。采用Xilinx公司SPARTAN-6系列芯片,运用Xilinx提供的ISE开发软件进行矢量信号分析程序的编写。使用Modelsim软件进行矢量分析算法的功能仿真。使用ISE软件提供的在线逻辑分析仪进行实时在线观察信号与调试。最后对MEMS微陀螺输出信号解调出的幅值和相位数据进行分析,并对矢量信号分析系统的性能评估。本文设计的数字矢量信号分析系统电路简单、抗干扰能力强、精度高、处理速度快,可以很方便的测出被测信号的幅值与相位特性。经过实验测试,矢量信号分析系统解调的幅值与实际值的相关度达到0.9981,测得幅值的零点漂移在0.5851mV;相位值与实际值相关度为0.9991,零点漂移为-0.0609°,数据误差控制在±1%以内。因此,本文设计的基于FPGA的矢量信号分析系统解调出的幅值和相位信息与实际情况理论值误差很小,具有良好的线性度,满足MEMS微陀螺的检测需求。