圖3. 信號鏈中用于頻率分析的ADIS16488傳感器。

核心MEMS傳感器元件

要進行此類分析，必須了解可以量化和應該量化的所有行為，然后可對那些無法輕易量化的行為做出合理假設。充分了解"已知"可變因素之后，通?？梢愿雍唵蔚刂匦略u估這些假設以進行檢查和澄清。ADIS16488的規格表（圖3）顯示了330 Hz的–3 dB帶寬。假定核心傳感器處于臨界阻尼狀況，而且在遠低于其諧振范圍（16 kHz至20 kHz）的帶寬下并非主要貢獻因素。這種情況并非總會出現，但它是一個很好的起點，可以使用噪聲密度或完全運動測試，稍后在流程中測試到。

接口電路/模擬濾波器

此外，每個陀螺儀傳感器在通過ADC模塊之前都會通過雙極低通濾波器。這樣可以提供足夠的信息，以便使用拉普拉斯變換來開發S域中的傳遞函數表示。第一極(f1)的頻率為404 Hz，第二極(f2) 的頻率為757 Hz。

加速度計的單極 (f1)傳遞函數為：

為快速評估與這些濾波器相關的時間延遲，請注意單極濾波器的相位延遲在?3 dB頻率下等于45°，也就是轉折頻率周期的1/8。在此情況下，加速度計的濾波器的時間延遲大約等于0.38 ms。對于陀螺儀，延遲等于兩級的時間延遲的總和，約為0.47 ms。

均值/抽取濾波器級

圖3說明了兩個均值/抽取濾波器級的使用，它們可以降低級的輸出采樣速率，并且提供額外的濾波。在具有有限脈沖響應(FIR)的數字濾波器中，相位延遲等于總抽頭數的一半，除以每個抽頭的采樣速率。在第一個濾波級，采樣速率為9.84 kHz。有四個抽頭，在此種類型的濾波器中，這個數字等于均值數量。相位延遲約為0.2 ms。均值濾波器的幅度響應遵循這種關系

使用MATLAB進行分析時，請使用9.84 kSPS的采樣速率(fs)和4個抽頭(N)，以及用于分析模擬濾波器的相同頻率數組(N)。使用相同頻率數組，可以更加簡單地組合每級的結果。

要分析第二個均值/抽取濾波器，需要事先了解控制系統的采樣速率，但應使用相同的關系。例如，如果控制環路需要接近400 SPS的采樣速率，則第二個濾波器的均值和抽取率將等于6（采樣速率為410 SPS，有四個樣本，因此為9840/[410 × 4] = 6）。使用相同的m-script 腳本代碼可分析幅度響應，有三個例外：(1) 將采樣速率從9480更改為2460；(2) 將兩個位置的"4"更改為"6"；以及 (3) 將FMAX從9840/2更改為2460/2。相位等于總抽頭數的一半，除以采樣速率，約為1.22 ms (3/2460)。

復合響應

圖4和圖5提供了復合幅度和相位響應，包括陀螺儀的模擬濾波器和兩個抽取濾波器。圖4表示針對數組中的每個頻率，將各級的幅度相乘的結果。圖5表示將每個頻率下的各級的相位貢獻相加的結果。標記"沒有抽取"的坐標圖假定輸出數據速率為2460 SPS，第二個抽取濾波器級有效關閉。標記"有抽取"的坐標圖假定抽取率等于6，最終輸出數據速率為410 SPS。兩個坐標圖說明了響應差異，幫助實現控制環路采樣速率和相應頻率響應的系統級平衡。