DSP的過(guò)采樣技術(shù)原理
圖4為三角波信號產(chǎn)生以及與輸入信號疊加的電路圖。PWM信號的占空比在0和100%之間。R3和C1作為積分器產(chǎn)生一個(gè)0到3V之間的三角波信號輸入到運放。輸出信號連至ADC的輸入。
5 過(guò)采樣的軟件實(shí)現
實(shí)現過(guò)采樣的DSP軟件包括以下6個(gè)主要模塊。
5.1 外設初始化
采用EVA模塊的TIMER1來(lái)啟動(dòng)ADC轉換并且提供PWM輸出,TIMER1工作于連續增計數模式,周期寄存器的值等于A(yíng)D轉換速率,由周期匹配事件來(lái)啟動(dòng)AD轉換。
5.2 三角波信號產(chǎn)生
由前面論述可知,三角波信號由PWM信號產(chǎn)生,PWM信號的占空比由編程TIMER1的比較寄存器(T1CMPR)決定。為了得到三角波信號,T1CMPR中的值需要由某一步長(cháng)(STEP)來(lái)不斷地增加和減少,而這一步長(cháng)由定時(shí)器周期寄存器(T1PR)和過(guò)采樣因子(K)決定,其計算公式如下:
用一標志(FLAG)表示三角波的上升或下降,它用來(lái)決定比較寄存器中的值被STEP增加還是減少了。CURRENT代表當前定時(shí)器比較寄存器中的值。用軟件改變PWM占空比的流程如圖5所示。
5.3 數據采集
AD轉換完成后產(chǎn)生中斷,在中斷服務(wù)子程序中讀出每次轉換的結果,作為數字低通濾波的輸入。
5.4 數字濾波
采用FIR結構的滑動(dòng)平均濾波器(MovingAverage Filter),滑動(dòng)平均濾波器的Z變換為:
從輸入xi計算輸出yi的表達式為:
5.5 抽取
抽取過(guò)程將以K倍來(lái)降低最后的數據率。一般來(lái)說(shuō),抽取操作是和數字濾波結合在一起的,即,只需在數字濾波中計算每K個(gè)輸出值。
5.6 中斷服務(wù)程序
在中斷服務(wù)程序中執行以下幾個(gè)操作:調整PWM占空比、讀出AD轉換值、數字濾波(其中包括抽?。?。
6 結束語(yǔ)
本文從分析過(guò)采樣的頻譜特性出發(fā),分析了過(guò)采樣技術(shù)的原理、用DSP實(shí)現過(guò)采樣的方法以及軟件上的實(shí)現,隨著(zhù)DSP在各種信號處理領(lǐng)域中的廣泛應用,過(guò)采樣技術(shù)在其中的應用也將日益廣泛,因此,本文也有助于進(jìn)一步發(fā)展利用過(guò)采樣技術(shù)。
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