核心MEMS传感器元件 - 分析稳定系统中的惯性MEMS的频率响应

核心MEMS传感器元件

　　要进行此类分析，必须了解可以量化和应该量化的所有行为，然后可对那些无法轻易量化的行为做出合理假设。充分了解“已知”可变因素之后，通常可以更加简单地重新评估这些假设以进行检查和澄清。ADIS16488 的规格表(图3)显示了330 Hz的–3 dB带宽。假定核心传感器处于临界阻尼状况，而且在远低于其谐振范围(16 kHz至20 kHz)的带宽下并非主要贡献因素。这种情况并非总会出现，但它是一个很好的起点，可以使用噪声密度或完全运动测试，稍后在流程中测试到。

　　接口电路/模拟滤波器

　　此外，每个陀螺仪传感器在通过ADC模块之前都会通过双极低通滤波器。这样可以提供足够的信息，以便使用拉普拉斯变换来开发S域中的传递函数表示。第一极(f1)的频率为404 Hz，第二极(f2) 的频率为757 Hz。

　　

 

　　加速度计的单极 (f1)传递函数为：

　　

 

　　这些公式为程序中的数字分析提供了依据，这些程序可管理与“s = jω” 恒等式相关的复数。在MATLAB中，以下的m-脚本将生成幅度(比率，无单位)和相位(度)信息：

　　Fmax = 9840/2; % one-half of the sample rate

　　for f = 1:Fmax

　　w(f) = 2*pi*f;

　　end

　　p1 = 404; % pole location = 404Hz

　　p2 = 757; % pole location = 757Hz

　　NUM1 = 2*pi*p1;

　　DEN1 = [1 2*pi*p1];

　　NUM2 = 2*pi*p2;

　　DEN2 = [1 2*pi*p2];

　　H1 = tf(NUM1,DEN1); % transfer function for first pole

　　H2 = tf(NUM2,DEN2); % transfer function for second pole

　　H488a = H1 * H2; % transfer function for 2-pole filter

　　[maga,phasea] = bode(H488,w);

　　for f = 1:Fmax

　　Mag488a(f) = maga(1,1,f);

　　Phase488a(f) = phasea(1,1,f);

　　end

　　为快速评估与这些滤波器相关的时间延迟，请注意单极滤波器的相位延迟在−3 dB频率下等于45°，也就是转折频率周期的1/8。在此情况下，加速度计的滤波器的时间延迟大约等于0.38 ms。对于陀螺仪，延迟等于两级的时间延迟的总和，约为0.47 ms。