じわじわ進む: PDM

ラベル PDM の投稿を表示しています。すべての投稿を表示

2017年9月17日日曜日

ESP32のPDMでクリアーなサウンドを（希望）

ESP32のPDM出力、波形がもの凄く崩れてます。ローパスフィルタ通して音を聞くともの凄くツブれた音になります。

Facebookでトランジスタ1個で波形整形すると良い､とアドバイスをいただいたのですが、アナログスキルがないので、部品頼みで整形しました（手元のオペアンプは遅すぎてコンパレータとして働いてくれませんでした）。

昔懐かしいシュミットトリガSN74HC14を使います。私が子供の頃TTLのSN74N/Aシリーズは5v専用だったんですが現在のHCシリーズはCMOSなので電源電圧範囲が広く、それにあわせてスレッショルドが変わるので便利です。

接続はESP32から3.3vとGndとGPIO25,26をつなぎます。SN74HC14の使っていないピンは全部GNDに落として置きます（基本のお約束）。HC14はインバータなので2段にしています（あんまり意味ないんですが）。HC14の遅延は最大でも20nS程度なので、今回の用途では問題ありません（と断言したら怒られるかな）。

ESP32	SN74HC14	Amplifier
GPIO25	1
	2-3
	4	R-IN
GPIO26	13
	11-12
	10	L-IN
3.3V	14
GND	1,7,9

出てきた波形はこちらです。黄色がGPIO出力、水色がシュミットで整形後です（プローブx10）。

上の表では省略していますが、SN74HC14の出力にはフィルタを通してからアンプに入れます。フィルタは基本的なCR型で、HC14の4ピン→220Ω→アンプ入力（6ピン→220Ω→アンプ入力）、アンプ入力とGNDの間に0.1μFのコンデンサを入れます。これで約8khzのローパスフィルタになります。

結果として、内蔵DACよりもかなり良い感じの音になります。

でも、無音時のホワイトノイズが消えてくれません。あと一歩です。

うーん、アナログはわからない……。ソースコードはこんな感じです。

2016年6月10日金曜日

デジタルマイクSPM0405HD4Hがデジタルで動いた！

このまま「またデジタルマイクが動かない」「やっぱりデジタルマイクが動かない」「まだまだデジタルマイクが動かない」と長編化するかと思われたデジタルシリコンマイク、ついに動きました！

■考察■

今までも動いていたけどノイズに埋もれてわからなかった、というのが真相だと思います。

動かなかったバージョンでは100-10000回のカウントを終えるとLoopを抜けていました。これはESP-WROOM-02にはWDTがついていて、約1秒間loop()から抜けないとリセットがかかるのです。

何となくloop()抜けてもすぐに帰ってくるんだろ、ぐらいに考えていたんですが、これが想定以上に大きくて、抜けるたびに処理が止まってノイズとなっていました。loopから抜けるのをやめてESP.wtdFeed()にしたところ、かすかなノイズは入りますがマイクの前の音声がちゃんとADCから出力されるようになりました。

■ソース■

loopの値は100（サンプリング周波数10khz）ぐらいが良いようで、10（100khz）だとDACに出力するためのブランクの比率が著しいノイズとなり1000（1khz）にすると割れて何が何だか、という感じでした。また、countとして++だけでなく--も入れてみたところ、音量がかなり大きくなりました。100の場合で値は-100〜+100まで振れるので、精度は8bit、速度は10khzということになります。

お騒がせしました＆ありがとうございました＞電子工作部各位殿

もうちょっと高速のCPUが使えれば、DAC出力その他のための中断を回避できるので、もっといい音になると思います。現状で160Mhzクロックの32bit CPUなので、これより上のCPUを用意するよりはFPGAで作るべきものだと思います。約400円で専用チップ売ってるんですけどねｗ

ちなみにマイクの性能には「14bit相当・10khz」とのこと。うーん、どういう演算処理をすればそういう信号が得られるのでしょう。思いついたらまた試してみます。