实验性的PCM转DSD代码

xwkm · 发表于 2015-12-13 01:35:07

本帖最后由 xwkm 于 2015-12-13 01:36 编辑

使用Delta-Sigma调制可以将MCU的数字IO口低成本地变为模拟IO，你只需要空闲的处理机时间和一个外置的模拟滤波器。可用带宽可以按照传递和整形函数推算出，精度/动态范围随频率而变化。
普通的八位机就基本不需要考虑了，这设计到超采样，插值以及累加的问题。我的实现实现了一阶和二阶Delta-Sigma调制器。三阶/五阶还在调试中，理论上做高阶数可以把量化噪声推到更高，增加更多可用、高分辨率的带宽。

效果在二楼，不知道为什么一楼插不了图片

代码地址：
https://github.com/rgwan/DSD-Tools

xwkm · 发表于 2015-12-13 01:36:01

一阶DSD编码正弦波。

xwkm · 发表于 2015-12-13 01:40:41

我个人觉得用DSD-DAC可能可以直接驱动逆变器的全桥，输出低噪声的50Hz正弦波，同时保持较高的效率，可以用来替代PWM。

xwkm · 发表于 2015-12-13 01:47:12

再来几张转换音频信号的图片。目前效果不HiFi（才16x，2阶DSD调制）。但是起码是可以接受的水平了。如果降低带宽，可以获得更高的分辨率。

Vmao · 发表于 2015-12-13 08:48:48

github 上的好像不全把，有些函数实现没有啊

RAMILE · 发表于 2015-12-13 09:17:47

没有那个定制的sine.wav的波形文件

xwkm · 发表于 2015-12-13 11:03:41

RAMILE 发表于 2015-12-13 09:17
没有那个定制的sine.wav的波形文件

看main()就可以了。sine.wav就是扒掉文件头的wav文件

xwkm · 发表于 2015-12-13 11:05:51

Vmao 发表于 2015-12-13 08:48
github 上的好像不全把，有些函数实现没有啊

核心函数已经都有了，就差抖动和重采样。我现在还在调试5阶的调制器，稳定环路。你觉得还有什么没实现

chenweihx · 发表于 2015-12-13 14:59:20

学习一下

deadline2012 · 发表于 2015-12-18 12:24:44

xwkm 发表于 2015-12-13 11:05
核心函数已经都有了，就差抖动和重采样。我现在还在调试5阶的调制器，稳定环路。你觉得还有什么没实现 ...

楼主，5阶的调试得如何了。
我觉得这个应该不能代替PWM，PWM的频率是固定的，DSD是脉冲密度变化来调节输出信号，好像不太一样。DSD也许需要更高的工作频率，更大的开光损耗。

xwkm · 发表于 2015-12-18 21:43:20

deadline2012 发表于 2015-12-18 12:24
楼主，5阶的调试得如何了。
我觉得这个应该不能代替PWM，PWM的频率是固定的，DSD是脉冲密度变化来调节输 ...

五阶有点不太稳定……快速变化的信号引起了振荡，现在还在看怎么调参。
不，PWM分辨率是有限的，但是DSD分辨率随选取的采样率变化，理论上在调制频率不变，采样率变低的情况下能获得更好的信噪比。PWM这个就是定死的。不过目前没什么MCU带硬DSD，基本只能靠CPU算，这是个头疼问题。

xwkm · 发表于 2015-12-18 21:45:54

本帖最后由 xwkm 于 2015-12-18 21:47 编辑

deadline2012 发表于 2015-12-18 12:24
楼主，5阶的调试得如何了。
我觉得这个应该不能代替PWM，PWM的频率是固定的，DSD是脉冲密度变化来调节输 ...

在同样的信噪比下为了规避PWM的载波泄露问题，PWM频率经常是二倍于采样频率。加上要达到较高的精度，PWM通常需要fo*2^B的计数频率。比如96K PWM,16bit（采样率48K），需要6.2GHz计数频率，达到同样的信噪比，DSD只要768KHz.
简单计算一下就可以得出的结论~要不然现在带I2S数字功放为啥还是用PDM(DSD)调制呢，哈哈。

deadline2012 · 发表于 2015-12-18 22:26:05

xwkm 发表于 2015-12-18 21:45
在同样的信噪比下为了规避PWM的载波泄露问题，PWM频率经常是二倍于采样频率。加上要达到较高的精度，PWM ...

有道理，可以参考dsd数字功放的原理

wajlh · 发表于 2015-12-18 22:26:44

楼主大一啊，牛逼，

error_dan · 发表于 2015-12-19 10:26:28

权御天下...
LZ用的那个版本?
墨教主的?

xwkm · 发表于 2015-12-19 12:49:24

error_dan 发表于 2015-12-19 10:26
权御天下...
LZ用的那个版本?
墨教主的?

我自己重编的

xwkm · 发表于 2016-3-7 16:51:35

更新了4阶调制器。环路参数有待重算，目前不适合定点化

实验性的PCM转DSD代码

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