不韋 呂
STM32F446 内蔵の DAC から出力する際に，補間フィルタを利用し，標本化周波数を入力の際の４倍の標本化周波数で出力するためのライブラリ．このライブラリを登録した際のプログラム： Demo_DSP_ADDA_Multirate. Library for outputting from built-in DAC in STM32F446 using interpolation filter at sampling frequency of 4 times in case of input.
Dependencies: Array_Matrix DSP_ADDA
Dependents: Demo_DSP_ADDA_Multirate DSP_AD_DA_Multirate DSP_GraphicEqualizerB DSP_VariableLHpfB ... more
Revision 8:356d0c5f97c3, committed 2020-11-28
- Comitter:
- MikamiUitOpen
- Date:
- Sat Nov 28 02:27:00 2020 +0000
- Parent:
- 7:51726b376b75
- Child:
- 9:9f391b2d51be
- Commit message:
- 9
Changed in this revision
--- a/MultirateLiPh.cpp Sat Nov 07 02:17:52 2020 +0000
+++ b/MultirateLiPh.cpp Sat Nov 28 02:27:00 2020 +0000
@@ -1,8 +1,8 @@
//-----------------------------------------------------------
// 出力を 4 倍にアップサンプリングするクラス
-// 補間処理で使うフィルタとして，直線位相 FIR フィルタを使用
+// 補間処理で使うフィルタ：直線位相 FIR フィルタ
//
-// 2020/06/18, Copyright (c) 2020 MIKAMI, Naoki
+// 2020/11/28, Copyright (c) 2020 MIKAMI, Naoki
//-----------------------------------------------------------
#include "MultirateLiPh.hpp"
@@ -12,20 +12,26 @@
// コンストラクタ（デフォルトの補間フィルタの係数を使う場合）
MultirateLiPh::MultirateLiPh(float fSampling,
PinName pin, ADC_TypeDef* const adc)
- : indexW_(0), FIR_LOOP_(ORDER_/4), CENTER_(ORDER_/(FACTOR_*2)),
- un_(ORDER_/4, 0.0f),
- h1_(ORDER_/4, HK1_), h2_(ORDER_/4, HK2_), h3_(ORDER_/4, HK3_)
- { Init(fSampling, pin, adc); }
+ : indexW_(0), FIR_LOOP_((ORDER_+2)/UR_), CENTER_((ORDER_+2)/(UR_*2)),
+ vn_((ORDER_+2)/UR_, 0.0f), h1_((ORDER_+2)/UR_, HK1_),
+ h2_((ORDER_+2)/UR_, HK2_), h3_((ORDER_+2)/UR_, HK3_)
+ {
+ MBED_ASSERT((ORDER_ % UR_) == 2);
+ Init(fSampling, pin, adc);
+ }
// コンストラクタ（デフォルト以外の補間フィルタの係数を使う場合）
MultirateLiPh::MultirateLiPh(float fSampling, int order,
const float hk1[], const float hk2[],
const float hk3[],
PinName pin, ADC_TypeDef* const adc)
- : indexW_(0), FIR_LOOP_(order/4), CENTER_(order/(FACTOR_*2)),
- un_(order/4, 0.0f),
- h1_(order/4, hk1), h2_(order/4, hk2), h3_(order/4, hk3)
- { Init(fSampling, pin, adc); }
+ : indexW_(0), FIR_LOOP_((order+2)/UR_), CENTER_((order+2)/(UR_*2)),
+ vn_((order+2)/UR_, 0.0f), h1_((order+2)/UR_, hk1),
+ h2_((order+2)/UR_, hk2), h3_((order+2)/UR_, hk3)
+ {
+ MBED_ASSERT((order % UR_) == 2);
+ Init(fSampling, pin, adc);
+ }
// 標本化の実行開始
void MultirateLiPh::Start(void (*Func)())
@@ -42,14 +48,14 @@
// 補間用フィルタを実行し，処理結果を出力用バッファへ書き込む
void MultirateLiPh::Output(float yn)
{
- un_[0] = yn; // 補間フィルタ用バッファの先頭に書き込む
+ vn_[0] = yn; // 補間フィルタ用バッファの先頭に書き込む
- buf_[ModIndex(indexW_)] = un_[CENTER_];
- buf_[ModIndex(indexW_)] = Interpolator(h1_);
- buf_[ModIndex(indexW_)] = Interpolator(h2_);
- buf_[ModIndex(indexW_)] = Interpolator(h3_);
+ buf_[ModIndex(indexW_)] = vn_[CENTER_];
+ buf_[ModIndex(indexW_)] = Interpolate(h1_);
+ buf_[ModIndex(indexW_)] = Interpolate(h2_);
+ buf_[ModIndex(indexW_)] = Interpolate(h3_);
- for (int k=FIR_LOOP_-1; k>0; k--) un_[k] = un_[k-1];
+ for (int k=FIR_LOOP_-1; k>0; k--) vn_[k] = vn_[k-1];
}
// ADC 変換終了割り込みに対する割り込みサービス･ルーチン
@@ -62,14 +68,14 @@
if (count == 0) // AD変換器からの入力信号は４回に１回使う
NVIC->STIR = CAN2_TX_IRQn; // ソフトウェア割込み発生，信号処理を起動
- count = ++count & MASK_FACTOR_; // 入力を４回に１回行うための処理
+ count = ++count & MASK_UR_; // 入力を４回に１回行うための処理
}
// 補間用 FIR フィルタ
- float MultirateLiPh::Interpolator(const float hk[]) const
+ float MultirateLiPh::Interpolate(const float hk[]) const
{
float y = 0;
- for (int n=0; n<FIR_LOOP_; n++) y += un_[n]*hk[n];
+ for (int n=0; n<FIR_LOOP_; n++) y += vn_[n]*hk[n];
return y;
}
@@ -79,13 +85,13 @@
NVIC_SetPriority(ADC_IRQn, 0); // ADC 終了割り込み：最優先
NVIC_SetPriority(CAN2_TX_IRQn, 1); // ソフトウェア割り込みで使用：２番目に優先
- adc_ = new DspAdc_Intr(fSampling*FACTOR_, pin, adc);
+ adc_ = new DspAdc_Intr(fSampling*UR_, pin, adc);
}
// static メンバの実体の宣言/初期化
DspAdc_Intr *MultirateLiPh::adc_; // AD変換器のオブジェクトのポインタ
DspDac MultirateLiPh::dac_; // DA変換器のオブジェクト
- Array<float> MultirateLiPh::buf_(2*FACTOR_, 0.0f);
- int MultirateLiPh::indexR_ = FACTOR_;
+ Array<float> MultirateLiPh::buf_(2*UR_, 0.0f);
+ int MultirateLiPh::indexR_ = UR_;
float MultirateLiPh::xn_;
}
\ No newline at end of file
--- a/MultirateLiPh.hpp Sat Nov 07 02:17:52 2020 +0000
+++ b/MultirateLiPh.hpp Sat Nov 28 02:27:00 2020 +0000
@@ -1,10 +1,10 @@
//-----------------------------------------------------------
// 出力を 4 倍にアップサンプリングするクラス（ヘッダ）
-// 補間処理で使うフィルタとして，直線位相 FIR フィルタを使用
+// 補間処理で使うフィルタ：直線位相 FIR フィルタ
//
// 出力端子： A2 (PA_4)
//
-// 2020/09/13, Copyright (c) 2020 MIKAMI, Naoki
+// 2020/11/28, Copyright (c) 2020 MIKAMI, Naoki
//-----------------------------------------------------------
#include "DSP_AdcIntr.hpp"
@@ -45,10 +45,10 @@
void Output(float yn);
private:
- static const int FACTOR_ = 4; // アップサンプリング倍率：4 倍
- // この倍率は 2 のべき乗にすること
- static const int MASK_FACTOR_ = FACTOR_ - 1;
- static const int MASK_BUF_ = 2*FACTOR_ - 1;
+ static const int UR_ = 4; // アップサンプリング倍率：4 倍
+ // この倍率は 2 のべき乗にすること
+ static const int MASK_UR_ = UR_ - 1;
+ static const int MASK_BUF_ = 2*UR_ - 1;
static DspAdc_Intr *adc_; // AD変換器のオブジェクトのポインタ
static DspDac dac_; // DA変換器のオブジェクト
@@ -61,7 +61,7 @@
// 補間用フィルタ用
const int FIR_LOOP_; // FIR フィルタのループの数
const int CENTER_; // 補間処理をしない信号の位置
- Array<float> un_; // FIR フィルタの遅延器に対応するバッファ
+ Array<float> vn_; // FIR フィルタの遅延器に対応するバッファ
Array<float> h1_, h2_, h3_; // FIR フィルタの係数
// 補間用フィルタ用の係数（デフォルト）
@@ -76,7 +76,7 @@
static void AdcIsr();
// 補間用 FIR フィルタ
- float Interpolator(const float hk[]) const;
+ float Interpolate(const float hk[]) const;
// ADC の初期化と割込み優先順位の設定
void Init(float fSampling, PinName pin, ADC_TypeDef* const adc);
--- a/MultirateLiPhCoefs.cpp Sat Nov 07 02:17:52 2020 +0000
+++ b/MultirateLiPhCoefs.cpp Sat Nov 28 02:27:00 2020 +0000
@@ -1,9 +1,9 @@
//-------------------------------------------------------------------
// デフォルトの補間用フィルタの係数
-// このの係数は，入力の標本化周波数を 10 kHz，出力の標本化周波数を
-// 40 kHz として設計したもの
+// この係数は，入力の標本化周波数を 10 kHz，
+// 出力の標本化周波数を 40 kHz として設計した
//
-// 2020/09/12, Copyright (c) 2020 MIKAMI, Naoki
+// 2020/11/28, Copyright (c) 2020 MIKAMI, Naoki
//-------------------------------------------------------------------
#include "MultirateLiPh.hpp"
@@ -12,27 +12,27 @@
{
// 使用窓関数 Kaiser 窓
// 標本化周波数 (kHz) 40.000000
- // 次数 72
+ // 次数 70
// 種類 LPF
// 遮断周波数 (kHz) 5.000000
- // 減衰量 (dB) 40.00
- const int MultirateLiPh::ORDER_ = 72;
+ // 減衰量 (dB) 40.00
+ const int MultirateLiPh::ORDER_ = 70;
const float MultirateLiPh::HK1_[] = {
- 4.431256E-03f, -8.146596E-03f, 1.341366E-02f, -2.077330E-02f,
- 3.116614E-02f, -4.650688E-02f, 7.151836E-02f, -1.218529E-01f,
- 2.971602E-01f, 8.993316E-01f, -1.751857E-01f, 9.144896E-02f,
- -5.727932E-02f, 3.802786E-02f, -2.550498E-02f, 1.678651E-02f,
- -1.055827E-02f, 6.120216E-03f};
+ 3.806160E-03f, -7.410556E-03f, 1.260559E-02f, -1.994242E-02f,
+ 3.036776E-02f, -4.579744E-02f, 7.095016E-02f, -1.214690E-01f,
+ 2.969901E-01f, 8.992744E-01f, -1.749060E-01f, 9.096828E-02f,
+ -5.663444E-02f, 3.726704E-02f, -2.468324E-02f, 1.596038E-02f,
+ -9.780624E-03f, 5.435560E-03f};
const float MultirateLiPh::HK2_[] = {
- 7.405152E-03f, -1.315348E-02f, 2.125564E-02f, -3.257789E-02f,
- 4.868468E-02f, -7.290120E-02f, 1.139337E-01f, -2.039652E-01f,
- 6.338376E-01f, 6.338376E-01f, -2.039652E-01f, 1.139337E-01f,
- -7.290120E-02f, 4.868468E-02f, -3.257789E-02f, 2.125564E-02f,
- -1.315348E-02f, 7.405152E-03f};
+ 6.477720E-03f, -1.208128E-02f, 2.009782E-02f, -3.140681E-02f,
+ 4.757964E-02f, -7.194132E-02f, 1.131902E-01f, -2.034948E-01f,
+ 6.336764E-01f, 6.336764E-01f, -2.034948E-01f, 1.131902E-01f,
+ -7.194132E-02f, 4.757964E-02f, -3.140681E-02f, 2.009782E-02f,
+ -1.208128E-02f, 6.477720E-03f};
const float MultirateLiPh::HK3_[] = {
- 6.120216E-03f, -1.055827E-02f, 1.678651E-02f, -2.550498E-02f,
- 3.802786E-02f, -5.727932E-02f, 9.144896E-02f, -1.751857E-01f,
- 8.993316E-01f, 2.971602E-01f, -1.218529E-01f, 7.151836E-02f,
- -4.650688E-02f, 3.116614E-02f, -2.077330E-02f, 1.341366E-02f,
- -8.146596E-03f, 4.431256E-03f};
+ 5.435560E-03f, -9.780624E-03f, 1.596038E-02f, -2.468324E-02f,
+ 3.726704E-02f, -5.663444E-02f, 9.096828E-02f, -1.749060E-01f,
+ 8.992744E-01f, 2.969901E-01f, -1.214690E-01f, 7.095016E-02f,
+ -4.579744E-02f, 3.036776E-02f, -1.994242E-02f, 1.260559E-02f,
+ -7.410556E-03f, 3.806160E-03f};
}
\ No newline at end of file