不韋 呂 / F446_AD_DA_Multirate

　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.

Dependencies:   Array_Matrix

Dependents:   F446_UpSampling_GraphicEqualizer F446_UpSampling_ReverbSystem F446_UpSampling_FrqShifter_Weaver Demo_F446_AD_DA_Multirate ... more

F446_Multirate.cpp@1:abd7e93549b2, 2018-05-16 (annotated)

Committer:
MikamiUitOpen
Date:
Wed May 16 07:30:14 2018 +0000
Revision:
1:abd7e93549b2
Parent:
0:2447a7d225b1
Child:
2:b55ae17ffd92
2

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UserRevisionLine numberNew 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 0:2447a7d225b1 4 //
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 5 // 2018/05/15, Copyright (c) 2018 MIKAMI, Naoki
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 6 //-----------------------------------------------------------
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 7
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 8 #include "F446_Multirate.hpp"
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 9
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 10 F446_Multirate::F446_Multirate() : indexW_(0)
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 11 {
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 12 // 補間用フィルタの設定
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 13 // 全体は biquad フィルタ４段とし，最初の３段は 6 次の LPF とし，最後の１段は
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 14 // 外付けの 1 次のアナログフィルタによる，高域の低下分を補正するための，2 次の
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 15 // LPF を使用．
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 16 // 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 0:2447a7d225b1 17 // 利得の最大値が 1 倍のため，利得の最大値を sqrt(2) 倍にするため
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 18 //--------------------------------
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 19 // 1 ～ 3 段目
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 20 // 低域通過フィルタ
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 21 // 連立チェビシェフ特性
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 22 // 次数　　　　： 6 次
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 23 // 標本化周波数： 40.00 kHz
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 24 // 遮断周波数　： 4.80 kHz
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 25 // 通過域のリップル： 0.50 dB
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 26 // 阻止域の減衰量　：35.00 dB
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 27 //--------------------------------
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 28 const Biquad::Coefs HK[] = {
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 29 {1.370091E+00f, -5.353523E-01f, 2.500437E-01f, 1.0f}, // 1段目
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 30 {1.402004E+00f, -8.228448E-01f, -1.182903E+00f, 1.0f}, // 2段目
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 31 {1.426447E+00f, -9.646314E-01f, -1.362836E+00f, 1.0f}, // 3段目
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 32 //--------------------------------
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 33 // 4 段目：高域補正用フィルタ
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 34 // 低域通過フィルタ
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 35 // 連立チェビシェフ特性
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 36 // 次数　　　　： 2 次
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 37 // 標本化周波数： 40.00 kHz
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 38 // 遮断周波数　： 5.20 kHz
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 39 // 通過域のリップル： 3.00 dB
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 40 // 阻止域の減衰量　： 8.00 dB
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 41 //--------------------------------
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 42 {1.240986E+00f, -7.647923E-01f, -1.053681E+00f, 1.0f}}; // 4段目
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 43 const float G0 = FACTOR_*3.016500E-02f*3.918621E-01f*sqrtf(2); // 利得定数
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 44 interpolator_ = new IirCascade(8, HK, G0); // 補間用フィルタの初期化
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 45 }
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 46
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 47 // AD 変換終了割り込みを使えるようにする
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 48 void F446_Multirate::SetIntr(int frequency)
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 49 {
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 50 adc_ = new AdcF446(frequency*FACTOR_); // AD変換器の初期化
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 51 wait_us(1000); // ある程度の待ち時間が必要
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 52 adc_->SetIntrVec(&F446_Multirate::AdcIsr); // ISR の設定
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 53 }
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 54
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 55 // AD変換の結果を取り出す
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 56 float F446_Multirate::Input()
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 57 {
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 58 while (!okIn_) {} // AD変換の結果を取り出せるまで待つ
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 59 okIn_ = false;
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 60 return xn_;
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 61 }
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 62
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 63 // 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 0:2447a7d225b1 64 void F446_Multirate::Output(float yn)
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 65 {
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 66 for (int n=0; n<FACTOR_; n++)
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 67 {
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 68 buf_[ModCounter(indexW_)] = interpolator_->Execute(yn);
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 69 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 0:2447a7d225b1 70 }
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 71 }
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 72
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 73 // 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 0:2447a7d225b1 74 void F446_Multirate::AdcIsr()
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 75 {
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 76 static int count = 0;
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 77
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 78 xn_ = adc_->Read(); // AD変換器の値を読み込む
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 79 dac_.Write(buf_[ModCounter(indexR_)]); // 出力バッファの内容を DAC へ書き込む
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 80
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 81 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 0:2447a7d225b1 82 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 0:2447a7d225b1 83 // 入力を４回に１回行うための処理
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 84 }
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 85
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 86 // static メンバの実体の宣言/初期化
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 87 AdcF446 *F446_Multirate::adc_;
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 88 DacF446 F446_Multirate::dac_;
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 89 Array<float> F446_Multirate::buf_(2*FACTOR_, 0.0f);
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 90 int F446_Multirate::indexR_ = FACTOR_ - 1;
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 91 float F446_Multirate::xn_;
MikamiUitOpen 0:2447a7d225b1 92 __IO bool F446_Multirate::okIn_ = false;