MSP430單片機A/D過采樣率的問題

4、 梳狀濾波器的設(shè)計：梳狀濾波器是一種固定形式的濾波器，它包括以下三個參數(shù)的選擇：1)單

級濾波器的節(jié)數(shù)N;2)濾波器的階數(shù)K;3)濾波器系數(shù)及運算的有限字長。

單級濾波器的節(jié)數(shù)N：等于∑-△A/D中的第一級的抽取率。

濾波器的階數(shù)K：等于∑-△調(diào)制器的回路數(shù)。

濾波器系數(shù)及運算的有限字長：若不計歸一化因子N-K，則濾波器系數(shù)均為正整數(shù)，且∑h(n)=N^K

,n=0...N-1

因此可用

b=K*log2N=Km

位的二進制碼來表示濾波器的系數(shù)。同時，若∑-△調(diào)制器的輸出為1bit數(shù)(僅0，1兩個狀態(tài))，則

濾波器輸出 y(n)=∑h(m)x(n-m) ,m=0...N-1

顯示有 0≤y(n)≤N^K

因此上式的濾波器運算亦可用mK位的二進制進行，不會出現(xiàn)截尾誤差和溢出。

綜上，可以選擇濾波器的有效字長為mK。實際這也就是梳狀濾波器輸出的有效分辨率。

現(xiàn)在我們言歸正傳。

在TI的手冊中我們可以知道，從∑-△調(diào)制器的1bit數(shù)據(jù)流通過SINC3梳狀濾波器進行濾波。OSR是

SINC3梳狀濾波器的一個參數(shù)，該濾波器的Z變換形式為： H(z)=( (1-z^-OSR)/(OSR*(1-z^-1)) )^3

對比上面的公式易知，OSR=N=2^m，K=3。

當(dāng)OSR=256=28時，梳狀濾波器輸出的有效分辨率長度為： b=Klog2N=Km=3*8=24

當(dāng)OSR=1024=210時，梳狀濾波器輸出的有效分辨率長度為b=3*10=30bit。

由此可見，OSR的值影響A/D采樣后的輸出結(jié)果的有效分辨率長度，即精度。因此，可以在不增加A/D

前端復(fù)雜程度的基礎(chǔ)上，通過增加OSR的值達到提高輸出精度的目的。

在SD16中，OSR的取值為{32，64，128，256}，所以SD16的濾波器輸出精度最高為24bit，最低為

15bit。

在SD16_A中，OSR的值為{32，64，128，256，512，1024}，所以SD16_A的濾波器輸出精度最高為

30bit。

由于SD16和SD16_A的輸出寄存器均為16bit，對于濾波器輸出精度高于16bit的，根據(jù)寄存器的設(shè)置，

截取濾波器輸出結(jié)果的16bit;濾波器輸出精度不足16bit的，根據(jù)寄存器的設(shè)置，對不足的位補0。

綜上，過采樣率OSR在SD16或SD16_A的A/D采樣模塊中，能夠影響轉(zhuǎn)換結(jié)果的精度，OSR值越大，輸出

結(jié)果精度越高，反之，精度越低。

(由于原文是在word中編排，有很多公式復(fù)制后不能正常顯示)

參考文獻：梳狀濾波器在∑-△ A/D中的應(yīng)用