【AN53CS5322的数字滤波器由杰罗姆·约翰斯顿Δ-Σ A / D转换器已成为广泛接受的数据采集设】,IC型号AN53,AN53 PDF资料,AN53经销商,ic,电子元器件-51电子网

AN53

CS5322的数字滤波器

由杰罗姆·约翰斯顿

Δ-Σ A / D转换器已成为

广泛接受的数据采集设计师

由于其高性能。中的一个

最高的动态范围Δ-Σ转换器是

在Crystal半导体CS5321 / CS5322芯片

设置的。该CS5321是一个四阶调制器。

CS5322的是一个线性相位FIR抽取

过滤器。本技术简报的目的是

比较通用的体系结构

DSP芯片的CS5322的。

通用DSP ，可它

支持任何定点算术运算或

浮点运算。定点处理器

调制器的比特流

256千

乘法器/

累加器

24位

FIR

224字

24位的RAM

系数

101

11-bit

24-bit

抽取

4,8,16,32,64,... 256

11位

只读存储器

33 11位

系数

是成本较低，但浮点处理器已

更大的马力。定点处理器的工作

同是16 ，20，或24位数据字，而

浮点处理器具有32位数据进行操作

话。的数据字的大小大大

影响芯片的成本和的成本

整个系统。这是因为，数据字长度

确定的寄存器中所使用的尺寸

处理器，在需要的管脚数

封装，字宽外部的

内存。如果成本低的头号目标，一

DSP设计中，设计师将指定一个DSP

其具有最小的字大小的

应用程序可以容忍。

24位

24 x 24

倍增器

50位

60位

只读存储器

96 60位

系数

48位

24位

24位串行端口

50位累加器阵列

（九50位累加器）

图1.数字滤波器原理框图

晶半导体公司

P.O.箱17847 ，奥斯汀，德克萨斯州78760

（ 512 ） 445 7222传真445 7581

http://www.crystal.com

版权

晶半导体公司1996年

JUL 96

AN53REV2

CS5322过滤器

输出率（赫兹）

（ CLKIN = 1.024兆赫）

4000

2000

1000

500

250

125

62.5

-3dB带宽（赫兹）

1652.3

824.3

411.9

205.9

102.9

51.5

25.7

动态范围* （ dB）的

103

118

120

123

126

128

130

*调制器和滤波器组合;限于由调制器

表1 CS5322滤波器带宽选择

最通用处理器，它们是否

是定点或浮点，使用中央

的ALU （算术逻辑单元），通过它，所有的

发生处理。

该CS5322是一个"signal处理chip"这

执行专用的FIR低通滤波

功能。图1示出的框图

的CS5322 。当CS5322操作

从1.024 MHz时钟，滤波器提供

7传送可选的抽取率，如

在表1中的-3 dB每个带宽所示

抽取率的大约82％的

奈奎斯特频率。该滤波器实现了

在奈奎斯特最小130 dB的衰减

频率对所有过滤器选项。

该过滤器提供了选择的七个任何一个

滤波器的频率由硬件引脚上的手段

芯片也可以通过写控制字的装置

进入通过串口配置寄存器。

CS5322的架构是完全不同的

从通用DSP 。该CS5322

包含三个FIR滤波器阶段。 256千赫

来自调制器的1位流进入FIR1和

乘以33的11位的系数。该位

流由8抽取的被处理

和输出数据被放置在RAM中。 FIR2和

FIR3都使用共同的乘数执行。

FIR2是一个13系数（24位）变量

抽取阶段。 FIR2可以被编程为

十中抽一以速率4，8， 16 ，32，64 ，128，和

256.计算中的FIR2在被处理

低功耗24位24位乘法器和

在八个连续的50位累加

蓄能器。抽取率被控制

通过该累加器的饲料的选择

回乘法器。 FIR2的输出为

然后，通过24位处理由24位乘法器

和累积在第九50位累加器。

通过FIR3 2的输出结果是毁灭

放入24位串行端口寄存器内

补码格式。

每7滤波器输出的选择是

旨在确保，给定一个脉冲输入，

该输出的话人会提供

在该脉冲的峰值的采样点

反应。因为这样的设计特征的，在

每个的实际7的时钟周期的长度

过滤器是不是彼此的二进制倍数。

相反，该滤波器被设计用于缓冲输入

数据（每个滤波器具有不同的缓冲长度

确保它提供了一个示例，在脉冲的峰值）

以促进正确的操作。该过滤器是

设计成给用户的过滤器实际上取

c1(1)=0.0d0

c1(2)=0.0d0

c1(3)=1.0d0

c1(4)=4.0d0

c1(5)=10.0d0

c1(6)=20.0d0

c1(7)=35.0d0

c1(8)=56.0d0

c1(9)=84.0d0

c1(10)=120.0d0

c1(11)=161.0d0

c1(12)=204.0d0

c1(13)=246.0d0

c1(14)=284.0d0

c1(15)=315.0d0

c1(16)=336.0d0

c1(17)=344.0d0

c1(18)=336.0d0

c1(19)=315.0d0

c1(20)=284.0d0

c1(21)=246.0d0

c1(22)=204.0d0

c1(23)=161.0d0

c1(24)=120.0d0

c1(25)=84.0d0

c1(26)=56.0d0

c1(27)=35.0d0

c1(28)=20.0d0

c1(29)=10.0d0

c1(30)=4.0d0

c1(31=1.0d0

c1(32)=0.0d0

C1 （ 33 = 0.0d0

表2. FIR1滤波器系数

AN53REV2

CS5322过滤器

c2(1)=8192.0d0

C2（ 6 ）= 6488064.0d0 C2（ 11） = 540672.0d0

c2(2)=98304.0d0

c2(7)=7569408.0d0

c2(12)=98304.0d0

c2(3)=540672.0d0

C2 （ 8 = 6488064.0d0

c2(13)=8192.0d0

C2（ 4）= 1802240.0d0 C2（ 9）= 4055040.0d0

C2（ 5 ）= 4055040.0d0 C2（ 10） = 1802240.0d0

表3. FIR2滤波器系数

时钟周期的相对于每个二进制倍数

另外，去从最慢到最快的，但

因为内部数据缓存过滤器的

其实需要多一个滤波器的输出字

解决较严格的分析滤波器的

系数意味着。该过滤器，以平息

全精度在57输出字的输入步骤。

表2，3和4列出了对滤波器系数

三FIR滤波器阶段。

只有11的CS5322数字滤波器消耗

毫瓦的功率虽然由

大约76000个晶体管。模拟

可比的复杂性过滤器将包括

超过233,000活性元素。

c3(1)=-26.0d0

c3(2)=-247.0d0

c3(3)=-822.0d0

c3(4)=-1362.0d0

c3(5)=-839.0d0

c3(6)=1012.0d0

c3(7)=2197.0d0

c3(8)=212.0d0

c3(9)=-3443.0d0

c3(10)=-3077.0d0

c3(11)=3156.0d0

c3(12)=7168.0d0

c3(13)=-256.0d0

c3(14)=-10709.0d0

c3(15)=-7644.0d0

c3(16)=10713.0d0

c3(17)=18055.0d0

c3(18)=-3873.0d0

c3(19)=-28007.0d0

c3(20)=-11826.0d0

c3(21)=31641.0d0

c3(22)=35194.0d0

c3(23)=-22177.0d0

c3(24)=-60427.0d0

c3(25)=-5404.0d0

c3(26)=77065.0d0

c3(27)=51056.0d0

c3(28)=-71982.0d0

c3(29)=-106905.0d0

c3(30)=33416.0d0

c3(31)=156296.0d0

c3(32)=43678.0d0

c3(33)=-175718.0d0

c3(34)=-152409.0d0

C3 （35） = 139856.0d0 C3（ 69 ） = - 175718.0d0

c3(36)=270573.0d0

c3(70)=43678.0d0

C3 （37） = - 29083.0d0 C3 （71） = 156296.0d0

C3 （38） = - 360427.0d0 C3 （72） = 33416.0d0

C3 （39） = - 162173.0d0 C3（ 73 ） = - 106905.0d0

C3 （40） = 371807.0d0 C3（ 74） = - 71982.0d0

c3(41)=417807.0d0

c3(75)=51056.0d0

C3 （42） = - 246840.0d0 C3 （76） = 77065.0d0

C3 （43） = - 693181.0d0 C3（ 77 ） = - 5404.0d0

C3 （44） = - 78388.0d0 C3（ 78） = - 60427.0d0

C3（ 45） = 902497.0d0 C3（ 79 ） = - 22177.0d0

c3(46)=685231.0d0

c3(80)=35194.0d0

C3 （47） = - 865217.0d0 C3 （81） = 31641.0d0

C3 （48） = - 1713558.0d0 C3（ 82） = - 11826.0d0

c3(49)=-262.0d0

c3(83)=-28007.0d0

C3 （50） = 3276208.0d0 C3（ 84） = - 3873.0d0

C3 （51） = 4950471.0d0 C3（ 85 ） = 18055.0d0

C3 （52） = 3276208.0d0 C3（ 86） = 10713.0d0

c3(53)=-262.0d0

c3(87)=-7644.0d0

C3 （54） = - 1713558.0d0 C3（ 88） = - 10709.0d0

c3(55)=-865217.0d0

c3(89)=-256.0d0

c3(56)=685231.0d0

c3(90)=7168.0d0

c3(57)=902497.0d0

c3(91)=3156.0d0

c3(58)=-78388.0d0

c3(92)=-3077.0d0

C3 （ 59 ） = - 693181.0d0 C3 （ 93 ） = - 3443.0d0

c3(60)=-246840.0d0

c3(94)=212.0d0

c3(61)=417807.0d0

c3(95)=2197.0d0

c3(62)=371807.0d0

c3(96)=1012.0d0

c3(63)=-162173.0d0

c3(97)=-839.0d0

C3 （64） = - 360427.0d0 C3（ 98 ） = - 1362.0d0

c3(65)=-29083.0d0

c3(99)=-822.0d0

c3(66)=270573.0d0

c3(100)=-247.0d0

c3(67)=139856.0d0

c3(101)=-26.0d0

c3(68)=-152409.0d0

表4. FIR3滤波器系数

AN53REV2

AN53

CS5322的数字滤波器

由杰罗姆·约翰斯顿

Δ-Σ A / D转换器已成为

广泛接受的数据采集设计师

由于其高性能。中的一个

最高的动态范围Δ-Σ转换器是

在Crystal半导体CS5321 / CS5322芯片

设置的。该CS5321是一个四阶调制器。

CS5322的是一个线性相位FIR抽取

过滤器。本技术简报的目的是

比较通用的体系结构

DSP芯片的CS5322的。

通用DSP ，可它

支持任何定点算术运算或

浮点运算。定点处理器

调制器的比特流

256千

乘法器/

累加器

24位

FIR

224字

24位的RAM

系数

101

11-bit

24-bit

抽取

4,8,16,32,64,... 256

11位

只读存储器

33 11位

系数

是成本较低，但浮点处理器已

更大的马力。定点处理器的工作

同是16 ，20，或24位数据字，而

浮点处理器具有32位数据进行操作

话。的数据字的大小大大

影响芯片的成本和的成本

整个系统。这是因为，数据字长度

确定的寄存器中所使用的尺寸

处理器，在需要的管脚数

封装，字宽外部的

内存。如果成本低的头号目标，一

DSP设计中，设计师将指定一个DSP

其具有最小的字大小的

应用程序可以容忍。

24位

24 x 24

倍增器

50位

60位

只读存储器

96 60位

系数

48位

24位

24位串行端口

50位累加器阵列

（九50位累加器）

图1.数字滤波器原理框图

晶半导体公司

P.O.箱17847 ，奥斯汀，德克萨斯州78760

（ 512 ） 445 7222传真445 7581

http://www.crystal.com

版权

晶半导体公司1996年

JUL 96

AN53REV2

CS5322过滤器

输出率（赫兹）

（ CLKIN = 1.024兆赫）

4000

2000

1000

500

250

125

62.5

-3dB带宽（赫兹）

1652.3

824.3

411.9

205.9

102.9

51.5

25.7

动态范围* （ dB）的

103

118

120

123

126

128

130

*调制器和滤波器组合;限于由调制器

表1 CS5322滤波器带宽选择

最通用处理器，它们是否

是定点或浮点，使用中央

的ALU （算术逻辑单元），通过它，所有的

发生处理。

该CS5322是一个"signal处理chip"这

执行专用的FIR低通滤波

功能。图1示出的框图

的CS5322 。当CS5322操作

从1.024 MHz时钟，滤波器提供

7传送可选的抽取率，如

在表1中的-3 dB每个带宽所示

抽取率的大约82％的

奈奎斯特频率。该滤波器实现了

在奈奎斯特最小130 dB的衰减

频率对所有过滤器选项。

该过滤器提供了选择的七个任何一个

滤波器的频率由硬件引脚上的手段

芯片也可以通过写控制字的装置

进入通过串口配置寄存器。

CS5322的架构是完全不同的

从通用DSP 。该CS5322

包含三个FIR滤波器阶段。 256千赫

来自调制器的1位流进入FIR1和

乘以33的11位的系数。该位

流由8抽取的被处理

和输出数据被放置在RAM中。 FIR2和

FIR3都使用共同的乘数执行。

FIR2是一个13系数（24位）变量

抽取阶段。 FIR2可以被编程为

十中抽一以速率4，8， 16 ，32，64 ，128，和

256.计算中的FIR2在被处理

低功耗24位24位乘法器和

在八个连续的50位累加

蓄能器。抽取率被控制

通过该累加器的饲料的选择

回乘法器。 FIR2的输出为

然后，通过24位处理由24位乘法器

和累积在第九50位累加器。

通过FIR3 2的输出结果是毁灭

放入24位串行端口寄存器内

补码格式。

每7滤波器输出的选择是

旨在确保，给定一个脉冲输入，

该输出的话人会提供

在该脉冲的峰值的采样点

反应。因为这样的设计特征的，在

每个的实际7的时钟周期的长度

过滤器是不是彼此的二进制倍数。

相反，该滤波器被设计用于缓冲输入

数据（每个滤波器具有不同的缓冲长度

确保它提供了一个示例，在脉冲的峰值）

以促进正确的操作。该过滤器是

设计成给用户的过滤器实际上取

c1(1)=0.0d0

c1(2)=0.0d0

c1(3)=1.0d0

c1(4)=4.0d0

c1(5)=10.0d0

c1(6)=20.0d0

c1(7)=35.0d0

c1(8)=56.0d0

c1(9)=84.0d0

c1(10)=120.0d0

c1(11)=161.0d0

c1(12)=204.0d0

c1(13)=246.0d0

c1(14)=284.0d0

c1(15)=315.0d0

c1(16)=336.0d0

c1(17)=344.0d0

c1(18)=336.0d0

c1(19)=315.0d0

c1(20)=284.0d0

c1(21)=246.0d0

c1(22)=204.0d0

c1(23)=161.0d0

c1(24)=120.0d0

c1(25)=84.0d0

c1(26)=56.0d0

c1(27)=35.0d0

c1(28)=20.0d0

c1(29)=10.0d0

c1(30)=4.0d0

c1(31=1.0d0

c1(32)=0.0d0

C1 （ 33 = 0.0d0

表2. FIR1滤波器系数

AN53REV2

CS5322过滤器

c2(1)=8192.0d0

C2（ 6 ）= 6488064.0d0 C2（ 11） = 540672.0d0

c2(2)=98304.0d0

c2(7)=7569408.0d0

c2(12)=98304.0d0

c2(3)=540672.0d0

C2 （ 8 = 6488064.0d0

c2(13)=8192.0d0

C2（ 4）= 1802240.0d0 C2（ 9）= 4055040.0d0

C2（ 5 ）= 4055040.0d0 C2（ 10） = 1802240.0d0

表3. FIR2滤波器系数

时钟周期的相对于每个二进制倍数

另外，去从最慢到最快的，但

因为内部数据缓存过滤器的

其实需要多一个滤波器的输出字

解决较严格的分析滤波器的

系数意味着。该过滤器，以平息

全精度在57输出字的输入步骤。

表2，3和4列出了对滤波器系数

三FIR滤波器阶段。

只有11的CS5322数字滤波器消耗

毫瓦的功率虽然由

大约76000个晶体管。模拟

可比的复杂性过滤器将包括

超过233,000活性元素。

c3(1)=-26.0d0

c3(2)=-247.0d0

c3(3)=-822.0d0

c3(4)=-1362.0d0

c3(5)=-839.0d0

c3(6)=1012.0d0

c3(7)=2197.0d0

c3(8)=212.0d0

c3(9)=-3443.0d0

c3(10)=-3077.0d0

c3(11)=3156.0d0

c3(12)=7168.0d0

c3(13)=-256.0d0

c3(14)=-10709.0d0

c3(15)=-7644.0d0

c3(16)=10713.0d0

c3(17)=18055.0d0

c3(18)=-3873.0d0

c3(19)=-28007.0d0

c3(20)=-11826.0d0

c3(21)=31641.0d0

c3(22)=35194.0d0

c3(23)=-22177.0d0

c3(24)=-60427.0d0

c3(25)=-5404.0d0

c3(26)=77065.0d0

c3(27)=51056.0d0

c3(28)=-71982.0d0

c3(29)=-106905.0d0

c3(30)=33416.0d0

c3(31)=156296.0d0

c3(32)=43678.0d0

c3(33)=-175718.0d0

c3(34)=-152409.0d0

C3 （35） = 139856.0d0 C3（ 69 ） = - 175718.0d0

c3(36)=270573.0d0

c3(70)=43678.0d0

C3 （37） = - 29083.0d0 C3 （71） = 156296.0d0

C3 （38） = - 360427.0d0 C3 （72） = 33416.0d0

C3 （39） = - 162173.0d0 C3（ 73 ） = - 106905.0d0

C3 （40） = 371807.0d0 C3（ 74） = - 71982.0d0

c3(41)=417807.0d0

c3(75)=51056.0d0

C3 （42） = - 246840.0d0 C3 （76） = 77065.0d0

C3 （43） = - 693181.0d0 C3（ 77 ） = - 5404.0d0

C3 （44） = - 78388.0d0 C3（ 78） = - 60427.0d0

C3（ 45） = 902497.0d0 C3（ 79 ） = - 22177.0d0

c3(46)=685231.0d0

c3(80)=35194.0d0

C3 （47） = - 865217.0d0 C3 （81） = 31641.0d0

C3 （48） = - 1713558.0d0 C3（ 82） = - 11826.0d0

c3(49)=-262.0d0

c3(83)=-28007.0d0

C3 （50） = 3276208.0d0 C3（ 84） = - 3873.0d0

C3 （51） = 4950471.0d0 C3（ 85 ） = 18055.0d0

C3 （52） = 3276208.0d0 C3（ 86） = 10713.0d0

c3(53)=-262.0d0

c3(87)=-7644.0d0

C3 （54） = - 1713558.0d0 C3（ 88） = - 10709.0d0

c3(55)=-865217.0d0

c3(89)=-256.0d0

c3(56)=685231.0d0

c3(90)=7168.0d0

c3(57)=902497.0d0

c3(91)=3156.0d0

c3(58)=-78388.0d0

c3(92)=-3077.0d0

C3 （ 59 ） = - 693181.0d0 C3 （ 93 ） = - 3443.0d0

c3(60)=-246840.0d0

c3(94)=212.0d0

c3(61)=417807.0d0

c3(95)=2197.0d0

c3(62)=371807.0d0

c3(96)=1012.0d0

c3(63)=-162173.0d0

c3(97)=-839.0d0

C3 （64） = - 360427.0d0 C3（ 98 ） = - 1362.0d0

c3(65)=-29083.0d0

c3(99)=-822.0d0

c3(66)=270573.0d0

c3(100)=-247.0d0

c3(67)=139856.0d0

c3(101)=-26.0d0

c3(68)=-152409.0d0

表4. FIR3滤波器系数

AN53REV2