DSP的過采樣技術原理
加入技術交流群
圖4為三角波信號產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作為積分器產生一個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 過采樣的軟件實現
實現過采樣的DSP軟件包括以下6個主要模塊。
5．1 外設初始化
采用EVA模塊的TIMER1來啟動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AD轉換速率，由周期匹配事件來啟動AD轉換。
5．2 三角波信號產生
由前面論述可知，三角波信號由PWM信號產生，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（STEP）來不斷地增加和減少，而這一步長由定時器周期寄存器（T1PR）和過采樣因子（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轉換完成后產生中斷，在中斷服務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結構的滑動平均濾波器（MovingAverage Filter），滑動平均濾波器的Z變換為：
從輸入xi計算輸出yi的表達式為：
5．5 抽取
抽取過程將以K倍來降低最后的數據率。一般來說，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個輸出值。
5．6 中斷服務程序
在中斷服務程序中執行以下幾個操作：調整PWM占空比、讀出AD轉換值、數字濾波（其中包括抽取）。
6 結束語
本文從分析過采樣的頻譜特性出發，分析了過采樣技術的原理、用DSP實現過采樣的方法以及軟件上的實現，隨著DSP在各種信號處理領域中的廣泛應用，過采樣技術在其中的應用也將日益廣泛，因此，本文也有助于進一步發展利用過采樣技術。
評論