SINC 滤波器

3 Mar 2025

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SDFM 内置下列两套 SINC 滤波器，即 PSINC 和 SSINC：

SINC 滤波器实现的功能框图如下：

滤波延迟

SINC 滤波器的延迟时间的计算公式如下：

T_latency = (N * OSR) / R_mod

假设 SINC 滤波器的阶数 N = 3，过采样率 OSR = 128，输入信号的速率为 20 MHz，则 T_lantency = 19.2 us，表示 SINC 滤波器的输出延迟为 19.2 us。

PSINC 输出

PSINC 输入输出具有以下特点：

下表展示了 SINC1/ 2/ 3 在不同 OSR 模式下滤波器计算过程中的数据范围，其中：


OSR	SINC1	SINC2	SINC3
x	-x ~ x	-x² ~ x²	-x³ ~ x³
4	-4 ~ 4	-16 ~ 16	-64 ~ 64
8	-8 ~ 8	-64 ~ 64	-512 ~ 512
16	-16 ~ 16	-256 ~ 256	-4096 ~ 4096
32	-32 ~ 32	-1024 ~ 1024	-32768 ~ 32768
64	-64 ~ 64	-4096 ~ 4096	-262144 ~ 262144
128	-128 ~ 128	-16384 ~ 16384	-2097152 ~ 2097152
256	-256 ~ 256	-65536 ~ 65536	-16777216 ~ 16777216

PSINC 的输出支持配置以下输出场景：

16-bit 输出：由于过程数据输出的范围可能超过 16-bit 可表示的范围，即超过 -2¹⁵~(2¹⁵-1)，所以需要对过程数据进行右移，从而保证输出结果有效。推荐的数据右移配置如下表所示：


OSR	SINC2	SINC3
1~31	0	0
32~40	0	1
41~50	0	2
51~63	0	3
64~80	0	4
81~101	0	5
102~127	0	6
128~161	0	7
162~181	0	8
182~203	1	8
204~255	1	9
256	2	9

SDFM 模块的 PSINC 滤波器支持同步信号。当同步信号生效，SINC 滤波器重新开始进行计算。同步机制，可以保证两个或多个 SDFM 的 PSINC 同步开始计算，达到数据处理的时刻对齐。

基于 SINC 的工作原理，在 SINC 使能开始工作的时刻以及同步信号生效的时刻，SINC 输出存在若干个不正确的数据点。具体如下：

由于 SDFM 输出数据时，会自动丢弃起始的错误数据点，因此在上述 N=2 和 N=3 的情况下，输出延迟会相应的增加所丢弃的数据点的转换时间。

SSINC 输出具有以下特点：

下表展示了 SINC1/ 2/ 3 在不同 OSR 模式下滤波器计算过程中的数据范围：


OSR	SINC1	SINC2	SINC3
x	0 ~ x	0 ~ x^2	0 ~ x^3
4	0 ~ 4	0 ~ 16	0 ~ 64
8	0 ~ 8	0 ~ 64	0 ~ 512
16	0 ~ 16	0 ~ 256	0 ~ 4096
32	0 ~ 32	0 ~ 1024	0 ~ 32768

SSINC 的输出可以进行高低阈值的比较，高低阈值可以通过寄存器设置。如下图所所示：

对于高位比较器：
- 当 SSINC 滤波器的输出结果大于高阈值 HLT 时，高位比较器的输出信号 COMP_H 则为高电平。
- 当 SSINC 滤波器的输出结果低于高阈值 HLT 时，高位比较器的输出信号 COMP_H 则为低电平。
对于低位比较器：
- 当 SSINC 滤波器的输出结果小于低阈值 LLT 时，低位比较器的输出信号 COMP_L 则为高电平。
- 当 SSINC 滤波器的输出结果高于低阈值 LLT 时，低位比较器的输出信号 COMP_L 则为低电平。
输出信号 COMP_H 和 COMP_L 可以作为触发 EPWM 保护的信号或者产生中断的信号。

如需监控电压，可分别设置高低阈值 HLT 和 LLT，对输入电压进行过压以及欠压检测。