FMAC 디지털 필터 구현 방법 (with the STM32 G4 MCU Package)(7) - 3p3z

오실로스코프를 사용하여 사양에 대한 벅 컨버터의 성능을 확인할 수 있습니다.

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그림 20. PWM 파형 D0 및 D1 트레이스는 벅 컨버터가 일정한 100mA 부하로 작동할 때 하이 사이드(1차) 및 로우 사이드(2차) 스위치에 대한 PWM 출력을 보여줍니다.

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PWM 주기는 200kHz 스위칭 주파수에 해당하는 5µs입니다. 출력 전압은 채널 1 트레이스에서 볼 수 있듯이 목표와 일치하는 3.3V입니다.

그림 20

그림 21 CPU 부하에서 D0 트레이스는 CPU가 유휴 상태인 동안, 즉 while(1) 루프를 실행하는 동안 토글되는 디지털 IO 핀(GPO2)입니다. CPU가 FMAC 인터럽트 핸들러를 실행할 때 GPO는 토글을 멈춥니다.

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CPU가 PWM 주기 시작 후 460ns에 FMAC 인터럽트를 취하는 것을 볼 수 있습니다. 진입 및 퇴장을 포함한 인터럽트 핸들러는 5us PWM 주기마다 223ns가 걸립니다. 따라서 컨트롤러는 CPU의 5% 미만을 차지합니다.

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ADC 변환 트리거는 PWM 주기가 시작될 때 발생합니다. 즉, 출력 샘플링부터 PWM 주기 업데이트까지 컨트롤러를 실행하는 데 필요한 총 시간은 685ns입니다(ADC는 56.7MHz로 클럭됨). 따라서 PWM 주기가 시작되기 전에 샘플링 순간을 약 700ns로 이동하여 위상 마진을 거의 15.5도 증가시킬 수 있습니다.

그림 21

그림 22. 벅 출력 리플은 벅 컨버터 출력을 보여줍니다. 스위칭으로 인한 리플은 사양 내에서 약 12mV pk-pk입니다.

그림 22

그림 23. 과도 응답은 부하 전류가 2배가 된 경우의 과도 응답을 보여줍니다. 과도 상태는 약 -20mV이며 오버슈트 없이 약 150µs 내에 복구됩니다.

그림 23

Conclusion

이 애플리케이션 노트에 제시된 두 가지 예는 필터링 작업과 관련된 반복적인 숫자 처리를 수행하여 FMAC가 어떻게 상당한 처리 리소스를 확보할 수 있는지 보여줍니다.

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필터는 다른 응용 프로그램에 대해 다른 도구로 설계될 수 있습니다. 그러나 FIR 또는 IIR 직접 형식 1로 변환할 수 있는 모든 필터는 잠재적으로 FMAC에서 처리되어 귀중한 CPU 리소스를 차지하지 않을 수 있습니다.

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분명히 이득은 이전 예 51-탭 적응형 FIR과 같이 큰 데이터 버퍼에서 작동하는 큰 필터의 경우에 더 중요합니다. 왜냐하면 프로세서는 가끔씩만 개입해야 하기 때문입니다(이 경우 각 프레임이 계수를 업데이트함).

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프로세서가 모든 샘플에 개입해야 하는 예 2의 벅 컨버터와 같은 제어 루프에서 이득은 덜 중요합니다. 그러나 이러한 경우 실시간 제약은 종종 다른 작업이 제어 루프에 의해 선점되어야 함을 의미합니다. 이 선점 기간을 조금만 줄여도 더 빠르고 강력한 프로세서가 필요하지 않습니다.

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STM32G4 Peripheral Used.

ADC

- IN4

- Trigger source : HRTIM Trigger 1 event (rising)

- DMA

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HRTIM

- Period : 27200

- Compare 1 : 21760

- Compare 2 : 1000

- Compare 3 : 2720

- Compare 4 : 1088

- TC1 : PB12

- TC2 : PB13

- Trigger source : external event 3 : COMP6(active high)

- TC1 : set - compare 4, reset - compare 1, external event 3

- TC2 : set

- ADC Trigger : compare 3

- Dual DAC Channel Conf. : RST - Counter reset, STEP - compare 2 event

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COMP6

- Input + : GPIO PB11

- Input - : DAC4 OUT2

- Output : GPIO PA10

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DAC4

- OUT2 : OPAMP5

- Trigger source : HRTIM Tigger RST Out3 event

- Trigger source 2 : HRTIM Tigger STEP Out3 event

- Wave : Sawtooth wave generation

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OPAMP5

- Follower - DAC4 output2 - inp

- Output : GPIO PA8

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<끝>