PDF《AN4990 应用笔记》

43 5.3.1 串行收发器配置

43 5.3.2 并行收发器

46 5.4 滤波器

47 5.4.1 Sinc滤波器

47 5.4.2 积分器

49 5.5 模拟看门狗

50 5.6 短路检测器

50 5.7 脉冲跳跃

51 5.8 使用[TUTORIAL]进行配置

52 6 结论

54 7 版本历史

55 表格索引 AN4990 4/56 AN4990 Rev

1 表格索引 表1. 适用产品

1 表2. DFSDM应用示例.44 表3. DFSDM模拟看门狗参数

50 表4. 文档版本历史

55 表5. 中文文档版本历史

55 AN4990 Rev

1 [English Rev 1] 5/56 AN4990 图片索引

5 图片索引 图1. 使用DFSDM的A/D转换框图

6 图2. PWM调制示例.7 图3. ∑?调制示例

8 图4. ∑?调制原理

9 图5. ∑?调制器电压时序图

10 图6. PWM和Σ?调制的频谱.12 图7. ∑?调制器模拟

14 图8. 每个滤波长度有一个1的三阶滤波器输出示例

16 图9. 输入脉冲密度较高的三阶滤波器输出示例

17 图10. 简单滑动平均法实现的基本原理图

18 图11. 简化Sinc滤波器设计 - 步骤1

18 图12. 简化Sinc滤波器设计 - 步骤2

19 图13. 简化Sinc滤波器设计 - 步骤3

20 图14. 简化Sinc滤波器设计 - 步骤4

20 图15. 高阶Sinc滤波器的实现

21 图16. DFSDM外设框图.22 图17. ∑?调制器模拟

26 图18. 滤波模拟

27 图19. 滤波器频率特性.28 图20. ∑?和PWM调制信号(用于频谱比较)29 图21. ∑?信号和PWM信号的频谱

30 图22. ∑?信号和PWM信号的频谱,信号幅度降至满量程的10%31 图23. 高阶滤波器 - 多重平均原理

32 图24. 一阶∑? DAC原理.33 图25. ∑? DAC模拟

34 图26. HP滤波器模拟.35 图27. MEMS麦克风输出(L和R声道)36 图28. MEMS麦克风连接到DFSDM(支持立体声)36 图29. 波束整形原理

37 图30. 用于波束整形的脉冲跳跃实现

38 图31. 脉冲跳跃示例 (FOSR=8)39 图32. Sinc滤波器频率特性形状

48 图33. [TUTORIAL]中的DFSDM配置.53 使用DFSDM的A/D转换原理概述 AN4990 6/56 AN4990 Rev

1 [English Rev 1]

1 使用DFSDM的A/D转换原理概述 本文档支持基于Arm?(a) 的设备. 1.1 使用DFSDM的A/D转换基础概念 使用DFSDM的模数转换基础框图请参见 图1. 图1. 使用DFSDM的A/D转换框图 外部∑?调制器将模拟信号转换为数字1位流(DATA和CLK信号),从而对外部模拟信号 进行处理.1位流是逻辑1和0的快速串行线流:DATA信号由CLK(时钟信号)采样.在足 够长的持续时间内计算的这些逻辑1和0的平均值表示模拟输入值.取平均值周期的持续时 间决定了模拟输入信号捕获的精度. 由STM32微控制器DFSDM外设(DFSDM =数字滤波器,用于∑?调制器)对1位流取平均 值.DFSDM获取并处理1位数据流(数字滤波,取平均).DFSDM以低于输入1位流的数据 速率、更高的分辨率输出数据样本.DFSDM数字滤波器设置定义输出分辨率和数据速率. 1.2 ∑?调制器 DFSDM外设需要一个外部模拟前端,用于执行模拟信号源的A/D转换.该外部模数转换在∑ ?调制器中执行. ∑?调制器包含1位(b)A/D转换器,后者将输入模拟数据进行数字化处理,转换为串行数 字数据流.对模拟输入进行采样,并将其转换为具有交替的0和1的1位数字数据流.在给 定时间间隔期间计算的数字流的平均值,表示在相同时间间隔期间输入模拟信号的平均值. ∑?调制原理可以表示为特殊的PWM调制,其中,周期和占空比都将进行调制(但周期是 固定的,按照典型的PWM调制方式对占空比进行调制).参见图 2和图 3,了解PWM和∑? 调制之间的比较结果. a. Arm是Arm Limited(或其子公司)在美国和/或其他地区的注册商标. MSv43870V1 STM32???? DFSDM ?? ∑Δ??? (Σ?) ????? ???? DATA CLK ?? ???? 1???? b. 通常情况下,∑?调制器的输出可以是多位的,但本文档仅关注1位A/D转换器(这是最常见的情况). AN4990 Rev