PWM Musik med uC - Lågpass filter nödvändigt?

[arte]

Hej,

Jag har en uC som spelar musik med PWM. PWM frekvensen är 2MHz och musiken 8Khz.
uC är kopplad in i TVs audio in (RCA)

Jag har musik och det låter korrekt förutom att det är ett väldigt högt pip. Jag misstänker att det är övertoner från PWM?

Är lite förvirrad på om man måste ha ett lågpass filter eller inte. Tycker att man borde eftersom en fyrkantsvåg innehåller alla frekvenser?

[lillahuset]

Tycker nog du bör ha ett lågpassfilter. Ett halvkasst med brytfrekvens ~4kHz så blir det nog tillräckligt bra för örat.

[rvl]

Ja, 4 kHz, som är halva samplingsfrekvensen, lågpassfilter behövs, om du inte har det inbyggt i öronen. (Jag har 4 kHz lågpassfilter, men bara i ena örat. Möjligen skottskada?)

Teoretiskt kommer du nu utan filter att t.ex. höra en ren sinus på 1 kHz även som 7 kHz (8 - 1 kHz) förutom som 1 kHz.

[arte]

Tack!

Önskar att jag lyssnade lite mer på DSP lektionen.

Ifall min fyrkantsvåg hade varit perfekt (ideal hårdvara). Hade jag fortfarande hört pipet?

Fråin wiki:
"The ideal square wave contains only components of odd-integer harmonic frequencies (of the form 2π(2k-1)f). "

Altså så borde jag bara see 2MHz,6MHz,10MHz osv...

Istället så ser jag allt möjligtskräp?

[lillahuset]

Det är 8kHz som är ditt problem.

[arte]

Det är 8kHz som är ditt problem.

Aha, that makes sense! Så klart.

Är det min 0Hz signal som blir aliased till 4KHz? (8 KHz sampling frekvens)

[lillahuset]

Teoretiskt din 4kHz signal. 5kHz blir 3kHz, 6kHz 2kHz osv.

[arte]

Det är 8kHz som är ditt problem.

Föresten varför är detta problemet? Jag förstår att min PWM frekvens kan smyga sig in men det är inte problemet?

Min 2MHz PWM ändras med 8kHz frekvens. Så ifall jag alternerar 0% och 100% duty cycle så borde jag få en 4MHz fyrkantsvåg.

Hur kan aliasing uppstå? Förstår hur det uppstår när man samplar för långsamt. Är det samma sak som händer fast tvärtom på något sätt?

[arte]

Tror jag har gjort lite fel:

PWM timer = 2MHz.
PWM resolution = 8bit
PWM period = 2MHz / 256 = 8192KHz

Så min carrier frekvens är 8KHz!?!

Så den smyger sig in i musiken?

Eller är det (också) en frekvens skapad av "taggigheten" av min kurva:

[lillahuset]

Samplingsfrekvensen är 8kHz. PWM klockas med 2MHz och då kan du få "duty cycle" 0..100% i 250 steg. Det får mig att misstänka att klockan antingen är 2,048MHz eller samplingsfrekvensen 2000/256 kHz (7,8125kHz). Din PWM uppdateras med 8kHz (?) så det är den frekvensen som är av intresse.

Och du får en ~4kHz fyrkantvåg.

Taggigheten är nog inte ditt största problem.

[arte]

Helt rätt!

Jag ökade min PWM till 16 MHz, då hör jag inte pipet längre.

(Men grannens hund blir säkert galen).

Nästa problem är att det låter ganska dåligt

Har tyvärr ingen logic analyzer så kan inte se vad som försigår.

[lillahuset]

Ja det är ungefär telefonkvalitet du har.

[Icecap]

PWM-frekvensen avgör rippel (filter osv) men uppdateringsfrekvensen (8kHz här) avgör audio brytfrekvens som teoretisk blir max det halva, alltså här 4kHz. Jag har ett minne av att det värde sedan ska delas med 1,2 (Nykvist nånting) vilket då ger 3,333kHz som högsta frekvens.

Ett utgångsfilter ska det finnas, en del audio-förstärkare kan gå i självsväng vid höga frekvenser in.

Jag hade tagit ett RC lågpass filter med en brytfrekvens på 8kHz, min gissning är att det fungerar bra. Men har man en op-amp som buffer hade jag tagit ett 2-ordens filter med samma brytfrekvens.

[arte]

När jag spelar upp det på datorn så låter det mycket bättre. Exakt samma ljudfil.

Som sagt har ingen aning om vad som försigår på utgången.

Skall spela in och analysera lite mer.

Kanske borde lägga till ett lågpass filter dock.

[jesse]

Men grannens hund blir säkert galen

... vilket bara är en av anledningarna till att du ändå borde lägga dit ett lågpassfilter på utgången...