LTC2500内置滤波器的群延迟

六个九十度2026-01-01 10:27

背景

公司一款产品用到了该32-Bit SAR ADC芯片，测试发现在输入信号剧烈变化（比如信号切断/接通）的情况下，FPGA读出来的前几个采样点是变化前的值。

当内置滤波器选择SSINC，DF（降采样系数）配置成16384时情况尤甚。

定位

群延迟

一开始以为是FPGA内部的DMA FIFO没清空，但FPGA同事说ADC采集逻辑没设置FIFO，收到转换完成(conversion complete)中断就立即将数据从ADC读走并写入CPU侧DDR。

后来FPGA同事阅读datasheet才知道可能是群延迟(Group Delay)的影响，贴上SSINC滤波器的群延迟

可以看到，当DF=16384时，群延迟高达73ms，于是尝试FPGA采集group delay长的时间后再上报数据，观察数据间的关系，可以得出映射函数

c 复制代码

uint32_t get_adc_group_delay(uint8_t filter, uint16_t df /*power, not exponent*/)
{
    uint32_t delay = 0; // unit us

    switch (filter) {
        case ADC_FILTER_SINC1:
            delay = (df + 2) / 2;
            break;
        case ADC_FILTER_SINC2:
            delay = (df * 2 + 1) / 2;
            break;
        case ADC_FILTER_SINC3:
            delay = (df * 3) / 2;
            break;
        case ADC_FILTER_SINC4:
            delay = (df * 4 - 1) / 2;
            break;
        case ADC_FILTER_SSINC:
            delay = (df * 9) / 2;
            break;
        case ADC_FILTER_FLAT:
            delay = (140 * (df / 4)) / 2;
            break;
        case ADC_FILTER_AVG:
            delay = df / 2;
            break;
        default:
            break;
    }
    return delay;
}

可以看出，SSINC滤波器是9个采样点滤出1个点，至于为啥要除以2，先不管。

实测发现问题有改善，但仍未彻底解决。

Settling Time

翻datasheet，发现图29

可以看到，模拟信号（最左侧的黑色粗实线）从0变成1时，不同滤波器的输出从0变成1所需要的采样点数是不一样的，SSINC至少需要7个，稳妥起见，我选择了9，相当于删掉了群延迟公式里的除以2。

结果

将群延迟计算公式调整后，实测没再出现过问题。

猜测

除以2可能是因为群延迟的定义吧？

复制代码

Group delay of the digital filter is defined to be the delay to the center of the impulse response

是center不是end