F280049C学习笔记之SDFM
参考附件
TMS320F280049学习笔记1_SDFM Sigma Delta 滤波模块-CSDN博客
Σ-Δ 滤波器模块 (SDFM)
在电机驱动系统中使用C2000 SDFM 实现高精度采样
(1 封私信 / 1 条消息) 基于DSP-TMS320F28377和 Σ-Δ调制的旋变软解码方案 - 知乎
SDFM模块手册解析
SDFM模块简介
Sigma Delta滤波模块(SDFM)是一种四通道数字滤波器，专为电机控制应用中的电流测量和位置解码而设计。每个输入通道可以接收一个独立的delta-sigma (ΔΣ)调制器比特流。比特流由四个独立可编程的数字抽取滤波器处理。
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这些滤波器包括一个快速比较器(二次滤波器)，用于进行过流和欠流监测的即时数字阈值比较，以及过零检测。
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滤波器旁路模式可用于启用数据日志记录、分析和定制滤波
SDFM 引脚使用 GPIO 多路复用器进行配置。SDFM 的一个主要优势是，它能够实现简单、具有成本效益且安全的高电压隔离边界。
SDFM特性
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每个SDFM模块有8个外部引脚
– 每个 SDFM 模块配备 4 个 sigma-delta 数据输入引脚（SD-Dx，其中 x = 1 至 4）
– 每个 SDFM 模块配备 4 个 sigma-delta 时钟输入引脚（SD-Cx，其中 x = 1 至 4）
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支持不同的可配置调制器时钟模式
– 模式 0：调制器时钟速率等于调制器数据速率。
– 模式 1：调制器时钟速率为调制器数据速率的一半。
– 模式 2：调制器数据采用曼彻斯特编码。无需调制器时钟。
– 模式 3：调制器时钟速率为调制器数据速率的两倍
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每个SDFM模块有四个独立的、可配置的二次滤波器(比较器)单元
– 提供四种不同的滤波器类型选择（Sinc1/Sinc2/SincFast/Sinc3）
– 能够检测过值条件、欠值条件和阈值越界条件
– 比较器滤波器单元（COSR）的 OSR 值可编程设置为 1 至 32
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每个SDFM模块有四个独立的、可配置的主滤波器(数据滤波器)单元
– 提供四种不同的滤波器类型选择（Sinc1/Sinc2/SincFast/Sinc3）
– 数据滤波器单元（DOSR）的OSR值可编程设置为1至256
– 可启用或禁用（或两者兼有）单个滤波器模块
– 可通过主滤波器使能（MFE）位或PWM信号同步SDFM模块中的四个独立滤波器
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数据滤波器输出可以用16位或32位表示
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数据滤波单元具有可编程模式FIFO，以减少中断开销
该FIFO具有以下特性：
– 主滤波器（数据滤波器）具有16深×32位FIFO。
– FIFO可在可编程数量的数据就绪事件后中断CPU。
– FIFO等待同步功能：可在接收到PWM同步信号（SDSYNC）前忽略数据就绪事件。一旦接收到SDSYNC事件，FIFO将在每次数据就绪事件时进行填充。
– FIFO等待同步功能：可在接收到PWM同步信号（SDSYNC）前忽略数据就绪事件。一旦接收到SDSYNC事件，FIFO将在每次数据就绪事件时进行填充。
– 数据滤波器输出可表示为16位或32位。
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可以将PWMx.SOCA/SOCB配置为在每个数据滤波器通道的基础上作为SDSYNC源
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PWM可用于为sigma-delta调制器生成调制器时钟
SDFM模块的框图
位于手册第1804页“Figure 17-2. Sigma Delta Filter Module (SDFM) Block Diagram”
单个滤波模块的框图
位于手册第1805页“Figure 17-3. Block Diagram of One Filter Module”
输入控制单元
输入控制单元接收 sigma-delta 调制数据和 sigma-delta 调制时钟。接收到的调制数据被捕获并传递至数据滤波单元和比较器单元。该单元可配置为以四种不同模式接收调制数据。表 17-1 和图 17-4 展示了在四种不同模式下如何配置 SDCTLPARMx.MOD 位。
| Modulator Mode [MOD] | 描述 |
|---|---|
| 0 | 调制器时钟以调制器数据速率运行。调制器数据在调制器时钟的每个上升沿被捕获。 |
| 1 | 调制器时钟运行频率为调制器数据速率的一半。调制器数据在调制器时钟的每个边沿被捕获。 |
| 2 | 调制器时钟关闭，调制器数据采用曼彻斯特编码。 |
| 3 | 调制器时钟运行频率为调制器数据速率的两倍。调制器数据在每个相邻的正向调制器时钟边沿被捕获。 |
Sinc滤波器
SDFM中的比较器和数据滤波器都以SincN滤波器为核心。SincN滤波器本质上是一个低通滤波器，通过数字滤波和抽取将输入的比特流转换为数字数据。
这个经过滤波的数字数据代表输入到 sigma delta 调制器的模拟信号。简化的SincN架构由积分器和微分器以及down-sampler级联而成，各单元间通过降采样器隔离（如图17-5所示）。N阶Sinc滤波器的Z变换函数如图17-6所示。
数据滤波器单元
比较器（二次滤波器）单元
SDFM滤波器输出
中断
每个SDFM可为每个滤波器模块生成五种CPU中断，例如SDFM错误中断(SDy_ERR)以及SDFM数据就绪中断(SDy_DRINT1/SDy_DRINT2, SDy_DRINT3, SDy_DRINT4)。