Re: Tiefpassfilter für Audio

From	Frank Buss <fb@frank-buss.de>
Newsgroups	de.sci.electronics
Subject	Re: Tiefpassfilter für Audio
Date	2017-08-08 23:40 +0200
Organization	news.netcologne.de
Message-ID	<omdb46$67r$1@newsreader4.netcologne.de> (permalink)
References	<om4g1q$ffc$1@newsreader4.netcologne.de> <om4gh2$1c01$1@gioia.aioe.org>

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On 08/05/2017 03:17 PM, Dieter Wiedmann wrote:
>
>> Wie kann man das in LTSpice simulieren?
>
> http://www.microchip.com/development-tools/resources/filterlab-filter-design-software

Prima Programm. Hat ein paar Bugs im GUI, aber scheint sonst gut 
verwendbar zu sein. Habe damit mal verschiedene Filter ausprobiert. 
Aktuell habe ich den aufgebaut:

http://i.imgur.com/2ciOgNp.png

Gegenüber dem anderen Filteraufbau hat das auch den Vorteil, daß die 
Widerstände relativ unkritisch sind und es im Gleichspannungsfall eine 
Verstärkung von genau 1 hat.

Habe dann mal die Samplerate auf 192 kHz hochgeschraubt und ein 10 kHz 
Signal generiert, was man für den Synthesizer wohl nie brauchen wird, 
aber als Worst-Case obere Grenze ein guter Test ist. So sieht es dann aus:

http://i.imgur.com/gLLpe9h.png

Bei 2 kHz braucht man eigentlich gar kein Filter mehr:

http://i.imgur.com/N3QZgcC.png

Könnte die kleine Zacke unten von meinem Aufbau her kommen? Habe keine 
exakten Widerstandwerte und Kondensatorwerte verwendet und es ist auf 
zwei Breadboards mit fliegender Verdrahtung verteilt aufgebaut. Aber die 
genauen Werte kann ich dann später immer noch ausprobieren und ändern, 
ich denke damit kann ich erstmal leben.

Mal eine typischere Frequenz von ca. 600 Hz:

http://i.imgur.com/ldrCsqV.png

Hmm, die Zacke ist immer noch zu sehen. Bei 0.1 Hz ist sie aber weg :-)

http://i.imgur.com/gvGf4kB.png

Mit der Parallella-Platform läuft noch nicht, da das neue Xilinx Vivado 
nicht mit meinem alten FPGA-Projekt funktioniert, aber scheint schon 
einen im Parallella-Forum zu geben, der die Standarddistribution damit 
compiliert bekommen hat, die bei mir auch nicht mit dem neuen Vivado 
ging. Daher habe ich das erstmal nur mit einem STM32F4 Discovery Kit 
getestet.

Der läuft nur bis 100 MHz (mein altes Discovery Kit ist mir kaputt 
gegangen, der mit bis zu 168 MHz lief) und das ist damit schon ganz 
schön gestresst, auch mit nur einem Kanal. Musste sogar die umständliche 
SPI-Transferfunktion die von CubeMX generiert wird, per direkte 
Registerzugriffe Inline ersetzen, sonst war es zu langsam. Aber man 
sollte auch keinen 192 kHz Interrupt verwenden :-)

Geht aber leider nicht gut per SPI DMA, weil man damit nicht mehrere 
Sequenzen von drei Bytes automatisch mit CS verschicken kann. Per 
geschicktem PWM parallel für CS und LDAC hätte ich da vielleicht was 
stricken können (LDAC wird jetzt schon per PWM Ausgang generiert, für 
jitterfreie Analogausgabe, und generiert gleichzeitig den Interrupt), 
oder mit einem der I2S Modes, aber das wird mit dem FPGA im Zynq sowie 
alles viel einfacher und da sollten dann auch 8 Kanäle mit 192 KHz kein 
Problem sein. Notfalls kann ich das im FPGA selbst interpolieren (habe 
sowas schonmal programmiert, allerdings nur linear interpoliert), damit 
der Host eine niedrigere Samplerate verwenden kann.

-- 
Frank Buss, http://www.frank-buss.de
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Tiefpassfilter für Audio Frank Buss <fb@frank-buss.de> - 2017-08-05 15:09 +0200
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