陀螺作为惯导设备的核心器件之一,能够量测待测物体的旋转角运动,陀螺的量测精度将直接影响着整个惯导系统的精度,谐振式光学陀螺以Sagnac效应为基础原理,与干涉式光纤陀螺相比,由于其具备在相同光纤长度下的理论精度更高,因此在高精度和小型化上具备很大的探索潜力,符合陀螺器件的发展趋势。Sagnac效应作为所有光学陀螺共同的理论基础,谐振式陀螺系统中,激光器的出射光被分成相同的两份,分别沿不同的耦合器端口入射谐振腔,当腔体按照任意角度发生转动时,就会产生两束的谐振图像分离的情况,而两方向的谐振图像差即可反映旋转角速度的大小,但是由于Sagnac效应本身十分微小,转动能够导致的频率图像差值也十分微小,所以信号检测环节的精确度至关重要。数字电路与模拟电路相比,稳定性高,不易受到干扰,处理数据效率高,所以采用数字信号平台对谐振式光纤陀螺输出数据进行处理。系统整体采用闭环调制信号处理系统来对量测数据进行检测,放大微弱信号,提高系统稳定性。论文的主要研究内容与成果如下:首先,介绍所有光学陀螺的基本原理即光学Sagnac效应,从而引出谐振式光纤陀螺并深入介绍陀螺光路和电路原理,分析谐振腔的性能参数。谐振式光纤陀螺闭环调制信号处理系统由电路部分和光路部分共同构成,建立从激光器输出到光电探测器检测间的光路信号模型,提出谐振式光纤陀螺信号检测与反馈控制系统的整体组成结构模型,在对光路分析的基础上完成陀螺光路系统的建立。然后,分析谐振式光纤陀螺数字信号检测原理,设计发生正弦波的光信号调制模块,在FPGA平台中采用基于改进CORDIC的DDS方案实现该功能;设计基于锁相放大器的信号解调模块,在FPGA数字平台中采用程序与模块的组合完成该模块的设计,通过光电交互的原理实现对光路和电路信号的调制解调,实现将微弱陀螺信号放大输出。针对激光器频率含有随机性的特点,使用PI反馈模块对激光器频率进行调节,使激光器中心频率能够实时跟踪在谐振腔其中一个方向上的谐振频率点处,在FPGA数字平台中实现离散化PI控制模块,从而完成激光器对频率的锁定。针对激光器等器件对于外部干扰较为敏感,容易导致失锁的现象,在控制环节增加了预调节模块,在FPGA数字平台中采用状态机实现该功能,使系统更为稳定,抗干扰能力得到增强。最后,将谐振式光纤陀螺光路部分和电路部分组装完成,完成陀螺闭环调制数字信号处理系统,对系统谐振腔特性、数字调制、解调和反馈、预调节等模块分别进行测试,测试表明系统各模块功能设计正确。再对整体系统进行零偏稳定性和标度因数的测试,验证了谐振式光纤陀螺系统的设计与实现基本达到预期效果,并验证其数字信号处理部分进行的优化与创新的先进性。