由于体声波(Bulk Acoustic Wave,BAW)传感器具有体积小、灵敏度高、工作频率高、功率损耗低和互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)兼容的特点,因此BAW传感器具有广泛的应用前景。BAW传感器通过检测体声波谐振器(Bulk acoustic Wave Resonator,BAWR)的谐振频率变化得到待测物理量。本文旨在设计BAW传感器的检测电路,检测BAWR在受到待测物理量作用时产生的谐振频率偏移,最终实现待测物理量的检测。由于BAWR易受到环境等因素的干扰,导致检测结果不准确,本文采用双路差分的测量方法,将BAWR构成两路振荡器,一路用于参考另一路用于测量。两路振荡器通过混频、滤波得到由待测物理量引起的谐振频率偏移信号,之后将该信号通过放大、整形电路转换为方波信号,最后采用频率检测电路得到方波信号的频率。建立了基于Pierce架构的BAW振荡器,将BAWR谐振频率的变化反映到振荡频率的变化上。提出了BAWR的质量负载等效电感的量化方法,用质量负载等效电感来模拟待测的质量,解决了无法对BAW质量传感器进行系统级行为仿真的难点。研究了影响BAW振荡器频率稳定度的因素,并对BAW振荡器的频率稳定度和功耗进行了优化,改善了BAW振荡器的综合性能。对信号转换电路进行了设计,包括混频器、放大器和整形电路。采用微带分支定向耦合器、混频二极管和低通滤波器构成混频器,并对混频器进行了场-路联合仿真,得到了两路振荡信号的频率差。对信号转换电路进行了制作与测试,测试结果与仿真结果对比基本吻合,验证了电路的可行性。针对信号转换电路输出的方波信号,采用现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)设计了频率检测电路。以自顶向下的方式,采用精度较高的全同步测频法,根据具体工作原理设计了频率检测电路的各个子模块,通过仿真验证了每个模块的功能。最后通过元件例化语句将子模块连接起来构成顶层模块,通过顶层模块仿真,得到了在不同的被测信号频率的输入条件下的仿真结果,验证了电路功能的正确性。