STM32L4 sigma delta数字滤波器模块(DFSDM)介绍.pdf

标题和描述中提及的STM32L4 sigma delta数字滤波器模块（DFSDM）是一个专门针对模拟信号进行数字化处理的硬件模块，它能够接收外部sigma-delta调制器的高速串行数据流，并在芯片内部完成数字滤波，最终输出处理后的数据。该模块特别适合于处理来自微机电系统（MEMS）麦克风的脉冲密度调制（PDM）信号。 外部sigma-delta调制器通常作为独立的器件存在，它们采用sigma-delta调制原理，通过模拟输入（通常为差分输入）来提供数字输出，输出的数字信号是一个快速的1位数据流。这些调制器可提供大约16位的分辨率，并具有高达20MHz的数据速率。这类设备来自多个供应商，包括ST（意法半导体）、德州仪器（TI）以及模拟设备公司等。 STM32L4系列微控制器中集成了DFSDM模块，它实现了外部sigma-delta调制器输出数据的完整后处理。DFSDM模块可以从外部调制器接收数据流，并通过数字滤波实现最终的24位结果。该模块具备安全和紧急功能，可以在安全或应急情况下使用。 DFSDM模块支持多达8个输入串行通道，能够接收和解码原始的比特串行流，并为滤波器提供数据和时钟信号。模块支持多种协议，包括单线Manchester编码模式和SPI协议（时钟和数据线）。时钟信号既可以是主时钟也可以是从时钟，并且可以进行配置，例如采样边沿、时钟速度以及输入时钟频率的测量和时钟存在检测。 DFSDM模块还具备可调整的时钟输出功能，可以从两个时钟源（系统时钟和音频PLL时钟）中调整分频因子，音频PLL时钟可以针对音频应用进行精确调整。 在MEMS麦克风支持方面，DFSDM模块能够处理来自MEMS麦克风的PDM数据信号。MEMS麦克风通常输出脉冲密度调制的音频数据信号。如果两个MEMS麦克风并行连接（立体声支持），那么上升沿的时钟信号可以采样左声道的音频数据，而下降沿的时钟信号则采样右声道的音频数据。DFSDM模块能够通过两条线（数据+时钟以串行格式）接收来自两个MEMS麦克风（立体声）的信号。 DFSDM模块还内置了内存缓冲区，支持直接内存访问（DMA）和CPU传输数据。它提供了通道选择功能，允许对8个通道进行选择，既可以在扫描模式下逐个转换选定的通道，也可以在单通道模式下只转换一个通道。转换可以通过软件（SW）或硬件（HW）触发器（定时器输出或外部引脚）来启动。 通过上述信息，我们可以总结出STM32L4 DFSDM模块的主要功能和特点包括： 1. 高速串行数据流的接收和解码。 2. 数字滤波功能，将1位数据流转换为24位数字输出。 3. 支持外部sigma-delta调制器的直接集成，无需额外的模拟数字转换电路。 4. 支持多种数据传输协议和时钟配置。 5. 可以处理多个输入通道，具备通道扫描和单通道模式。 6. 能够实现立体声信号的分离采样和转换。 7. 配备有内存缓冲区，支持DMA和CPU数据传输。 8. 适用于音频应用，具备音频应用专用的时钟输出调整功能。 通过深入理解STM32L4系列中的DFSDM模块的功能和特点，设计师和工程师可以更加有效地利用这一模块来处理音频信号和其他传感器数据，特别是在对数据精度和处理速度有较高要求的场合。