圖3說明了兩個(gè)均值/抽取濾波器級(jí)的使用，它們可以降低級(jí)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(yīng)(FIR)的數(shù)字濾波器中，相位延遲等于總抽頭數(shù)的一半，除以每個(gè)抽頭的采樣速率。在第一個(gè)濾波級(jí)，采樣速率為9.84 kHz。有四個(gè)抽頭，在此種類型的濾波器中，這個(gè)數(shù)字等于均值數(shù)量。相位延遲約為0.2 ms。均值濾波器的幅度響應(yīng)遵循這種關(guān)系。

?

　　使用MATLAB進(jìn)行分析時(shí)，請(qǐng)使用9.84 kSPS的采樣速率(fs)和4個(gè)抽頭(N)，以及用于分析模擬濾波器的相同頻率數(shù)組(N)。使用相同頻率數(shù)組，可以更加簡單地組合每級(jí)的結(jié)果。請(qǐng)使用以下代碼來分析第一級(jí)：

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

　　f = 1:Fmax;

　　NUM(f) = sin(4*pi*f/9840);

　　DEN(f) = 4 * sin(pi*f/9840);

　　for fq = 1:Fmax

　　Hda(fq) = abs(NUM(fq)/DEN(fq));

　　end

　　要分析第二個(gè)均值/抽取濾波器，需要事先了解控制系統(tǒng)的采樣速率，但應(yīng)使用相同的關(guān)系。例如，如果控制環(huán)路需要接近400 SPS的采樣速率，則第二個(gè)濾波器的均值和抽取率將等于6(采樣速率為410 SPS，有四個(gè)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(yīng)，有三個(gè)例外：(1) 將采樣速率從9480更改為2460;(2) 將兩個(gè)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(shù)的一半，除以采樣速率，約為1.22 ms (3/2460)。

　　復(fù)合響應(yīng)

　　圖4和圖5提供了復(fù)合幅度和相位響應(yīng)，包括陀螺儀的模擬濾波器和兩個(gè)抽取濾波器。圖4表示針對(duì)數(shù)組中的每個(gè)頻率，將各級(jí)的幅度相乘的結(jié)果。圖5表示將每個(gè)頻率下的各級(jí)的相位貢獻(xiàn)相加的結(jié)果。標(biāo)記“沒有抽取”的坐標(biāo)圖假定輸出數(shù)據(jù)速率為2460 SPS，第二個(gè)抽取濾波器級(jí)有效關(guān)閉。標(biāo)記“有抽取”的坐標(biāo)圖假定抽取率等于6，最終輸出數(shù)據(jù)速率為410 SPS。兩個(gè)坐標(biāo)圖說明了響應(yīng)差異，幫助實(shí)現(xiàn)控制環(huán)路采樣速率和相應(yīng)頻率響應(yīng)的系統(tǒng)級(jí)平衡。

?

　　圖4. 模擬濾波器和第一個(gè)抽取濾波器級(jí)。

?

　　圖5. 410-SPS數(shù)據(jù)速率的復(fù)合響應(yīng)。