Nucleo-F446RE 内蔵の AD/DA を使うためのライブラリ.DA からの出力は,標本化周波数の4倍のレートで行う. このライブラリを登録した際のプログラム: Demo_F446_AD_DA_Multirate. Library for built-in ADC and DAC in Nucleo-F446RE. Sampling rate for DAC is four times of that for ADC.
Dependents: F446_UpSampling_GraphicEqualizer F446_UpSampling_ReverbSystem F446_UpSampling_FrqShifter_Weaver Demo_F446_AD_DA_Multirate ... more
F446_Multirate.cpp@9:75bc15678d1b, 2020-02-09 (annotated)
- Committer:
- MikamiUitOpen
- Date:
- Sun Feb 09 02:16:39 2020 +0000
- Revision:
- 9:75bc15678d1b
- Parent:
- 7:6275fe158ae8
10
Who changed what in which revision?
User | Revision | Line number | New contents of line |
---|---|---|---|
MikamiUitOpen | 0:2447a7d225b1 | 1 | //----------------------------------------------------------- |
MikamiUitOpen | 0:2447a7d225b1 | 2 | // 出力を 4 倍にアップサンプリングするクラス:高域の補正を行う場合 |
MikamiUitOpen | 0:2447a7d225b1 | 3 | // Nucleo-F446RE 専用 |
MikamiUitOpen | 5:4800dd3838d6 | 4 | // 補間処理で使うフィルタとして,縦続形構成の IIR フィルタを使用 |
MikamiUitOpen | 0:2447a7d225b1 | 5 | // |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 6 | // 2018/10/11, Copyright (c) 2018 MIKAMI, Naoki |
MikamiUitOpen | 0:2447a7d225b1 | 7 | //----------------------------------------------------------- |
MikamiUitOpen | 0:2447a7d225b1 | 8 | |
MikamiUitOpen | 0:2447a7d225b1 | 9 | #include "F446_Multirate.hpp" |
MikamiUitOpen | 0:2447a7d225b1 | 10 | |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 11 | namespace Mikami |
MikamiUitOpen | 0:2447a7d225b1 | 12 | { |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 13 | F446_Multirate::F446_Multirate(int order, const Biquad hk[], float g0) |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 14 | : indexW_(0) |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 15 | { |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 16 | // 補間用フィルタの初期化 |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 17 | if (order == -1) // デフォルトの補間用フィルタを使用 |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 18 | interpolator_ = new IirCascade(8, HK_, G0_); |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 19 | else // コンストラクタの引数で与えられた係数の補間用フィルタを使用 |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 20 | interpolator_ = new IirCascade(order, hk, g0); |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 21 | } |
MikamiUitOpen | 0:2447a7d225b1 | 22 | |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 23 | // 標本化の実行開始 |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 24 | void F446_Multirate::Start(int frequency, PinName pin) |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 25 | { |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 26 | adc_ = new AdcF446(frequency*FACTOR_, pin); // AD変換器の初期化 |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 27 | wait_us(1000); // ある程度の待ち時間が必要 |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 28 | adc_->SetIntrVec(&F446_Multirate::AdcIsr); // ISR の設定 |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 29 | } |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 30 | |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 31 | // AD変換の結果を取り出す |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 32 | float F446_Multirate::Input() |
MikamiUitOpen | 0:2447a7d225b1 | 33 | { |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 34 | while (!okIn_) {} // AD変換の結果を取り出せるまで待つ |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 35 | okIn_ = false; |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 36 | return xn_; |
MikamiUitOpen | 0:2447a7d225b1 | 37 | } |
MikamiUitOpen | 0:2447a7d225b1 | 38 | |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 39 | // 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 |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 40 | void F446_Multirate::Output(float yn) |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 41 | { |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 42 | for (int n=0; n<FACTOR_; n++) |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 43 | { |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 44 | buf_[ModCounter(indexW_)] = interpolator_->Execute(yn); |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 45 | yn = 0; // 2回目からは補間用フィルタの入力を 0 値とする |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 46 | } |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 47 | } |
MikamiUitOpen | 0:2447a7d225b1 | 48 | |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 49 | // 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 |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 50 | void F446_Multirate::AdcIsr() |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 51 | { |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 52 | static int count = 0; |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 53 | |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 54 | xn_ = adc_->Read(); // AD変換器の値を読み込む |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 55 | dac_.Write(buf_[ModCounter(indexR_)]); // 出力バッファの内容を DAC へ書き込む |
MikamiUitOpen | 0:2447a7d225b1 | 56 | |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 57 | if (count == 0) okIn_ = true; // AD変換器からの入力信号は4回に1回使う |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 58 | count = ++count & MASK_FACTOR_; // 出力時に4倍にアップサンプリングするので, |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 59 | // 入力を4回に1回行うための処理 |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 60 | } |
MikamiUitOpen | 0:2447a7d225b1 | 61 | |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 62 | // static メンバの実体の宣言/初期化 |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 63 | AdcF446 *F446_Multirate::adc_; |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 64 | DacF446 F446_Multirate::dac_; |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 65 | Array<float> F446_Multirate::buf_(2*FACTOR_, 0.0f); |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 66 | int F446_Multirate::indexR_ = FACTOR_; |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 67 | float F446_Multirate::xn_; |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 68 | __IO bool F446_Multirate::okIn_ = false; |
MikamiUitOpen | 3:285cebe5823c | 69 | |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 70 | // 補間用フィルタの係数(AD 変換器の標本化周波数は 10 kHz を想定している) |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 71 | // |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 72 | // 補間用フィルタ全体は biquad フィルタ4段とする. |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 73 | // 最初の3段は 6 次の LPF を使用し,最後の1段は,外付けの 1 次のアナログフィル |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 74 | // タによる,高域の低下分を補正するための 2 次の LPF を使用. |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 75 | // 利得定数は,両者の利得定数の積に sqrt(2) を乗算した.これは 2 次のフィルタの |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 76 | // 利得の最大値が 1 倍のため,この利得の最大値を sqrt(2) 倍にするため |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 77 | //-------------------------------- |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 78 | // 1 ~ 3 段目 |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 79 | // 低域通過フィルタ |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 80 | // 連立チェビシェフ特性 |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 81 | // 次数 : 6 次 |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 82 | // 標本化周波数: 40.00 kHz |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 83 | // 遮断周波数 : 4.80 kHz |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 84 | // 通過域のリップル: 0.50 dB |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 85 | // 阻止域の減衰量 :35.00 dB |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 86 | //-------------------------------- |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 87 | const Biquad F446_Multirate::HK_[] = { |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 88 | Biquad(1.370091E+00f, -5.353523E-01f, 2.500437E-01f, 1.0f), // 1段目 |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 89 | Biquad(1.402004E+00f, -8.228448E-01f, -1.182903E+00f, 1.0f), // 2段目 |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 90 | Biquad(1.426447E+00f, -9.646314E-01f, -1.362836E+00f, 1.0f), // 3段目 |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 91 | //-------------------------------- |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 92 | // 4 段目:高域補正用フィルタ |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 93 | // 低域通過フィルタ |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 94 | // 連立チェビシェフ特性 |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 95 | // 次数 : 2 次 |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 96 | // 標本化周波数: 40.00 kHz |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 97 | // 遮断周波数 : 5.20 kHz |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 98 | // 通過域のリップル: 3.00 dB |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 99 | // 阻止域の減衰量 : 8.00 dB |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 100 | //-------------------------------- |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 101 | Biquad(1.240986E+00f, -7.647923E-01f, -1.053681E+00f, 1.0f)}; // 4段目 |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 102 | // 利得定数 |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 103 | const float F446_Multirate::G0_ = FACTOR_*3.016500E-02f*3.918621E-01f*1.41421f; |
MikamiUitOpen | 7:6275fe158ae8 | 104 | } |