數(shù)字信號(hào)處理講義

《數(shù)字信號(hào)處理講義》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、第8章數(shù)字信號(hào)處理的實(shí)現(xiàn)9.1數(shù)字信號(hào)處理中的量化效應(yīng)（重點(diǎn)）9.2數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的軟件實(shí)現(xiàn)9.3數(shù)字信號(hào)處理的硬件實(shí)現(xiàn)（了解）1.1有限字長效應(yīng)前置預(yù)濾波器A/D變換器數(shù)字信號(hào)處理器D/A變換器模擬濾波器模擬Xa(t)PrFADCDSPDACPoF模擬Ya(t)完成DF設(shè)計(jì)后，接下來要實(shí)現(xiàn)DSP（數(shù)字信號(hào)處理）。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，字長總是有限的，因?yàn)榇鎯?chǔ)器是有限字長的，所以有效字長效應(yīng)有DF的有效字長效應(yīng)、DFT（FFT）有效字長效應(yīng)、A/D變換器的量化誤差。9.1數(shù)字信號(hào)處理中的量化效應(yīng)有限字長效應(yīng)有限字長意味著：有限運(yùn)算

2、精度有限動(dòng)態(tài)范圍1.2.有限字長引起誤差表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（a)A/D變換的量化誤差即A/D變換器將模擬輸入信號(hào)變?yōu)橐唤M離散電平時(shí)產(chǎn)生的量化誤差。（b)系數(shù)的量化誤差即把系統(tǒng)系數(shù)用有限二進(jìn)制數(shù)表示時(shí)產(chǎn)生的量化誤差。（c)算術(shù)運(yùn)算的運(yùn)算誤差數(shù)字運(yùn)算運(yùn)程中，為限制位數(shù)而進(jìn)行尾數(shù)處理，以及為防止溢出而壓縮信號(hào)電平的有效字長效應(yīng)。1.3.有限字長效應(yīng)在量化和運(yùn)算過程中，由于有限字長必然產(chǎn)生誤差。這些誤差給數(shù)字信號(hào)處理的實(shí)現(xiàn)精度和濾波器穩(wěn)定性帶來不良影響稱之。1.4研究有限字長效應(yīng)目的1.若字長（通用計(jì)算機(jī)）固定，進(jìn)行誤差分析，可

3、知結(jié)果的可信度，否則若置信度差，要采取改進(jìn)措施。一般情況下，由于計(jì)算機(jī)字長較長，所以可以不考慮字長的影響。2.用專用DSP芯片實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理時(shí)，定點(diǎn)與硬件采用字長有關(guān)：(1)一般采用定點(diǎn)實(shí)現(xiàn)，涉及硬件采用的字長。(2)精度確定字長。因此，必須知道為達(dá)到設(shè)計(jì)要求所需精度下必須選用的最小字長。(3)由最小字長選用專用DSP芯片類型由于選用不同DSP芯片，價(jià)格差很大。目前TMS320C1X,C2X,C5X,C54X,C62X,C67x等價(jià)格差異很大2.1數(shù)字信號(hào)中數(shù)的定點(diǎn)表示用專用DSP芯片實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理時(shí)，一般采用定點(diǎn)二進(jìn)

4、制數(shù)補(bǔ)碼表示方法和舍入量化方式。因此定點(diǎn)、補(bǔ)碼、舍入重點(diǎn)分析。數(shù)的定點(diǎn)制表示及其對(duì)量化的影響定點(diǎn)數(shù)表示三種形式（1）原碼（2）補(bǔ)碼（3）反碼二進(jìn)制符號(hào)位：0--表示正號(hào)，1--表示負(fù)號(hào)；例子：（1）原碼從x10=0.75和x10=-0.75看看原碼、補(bǔ)碼、反碼的表示方法。解:（1）原碼為x10=0.75=>(x2)原=0.110原碼x10=-0.75=>(x2)原=1.110原碼通用公式：其中B0:符號(hào)位，B0=1代表負(fù)數(shù)；Bi：i=1,b,其中b代表字長位數(shù)，B1~Bb代表b位字長的尾數(shù)0.11001.11000.2-1

5、……...2-b1.2-1……...2-b正數(shù)：負(fù)數(shù)：（2）補(bǔ)碼和反碼補(bǔ)碼通用公式：x10=0.75=>(x2)補(bǔ)=0.110=原碼x10=-0.75=>(x2)補(bǔ)=1.010=反碼+1x10=0.75=>(x2)反=0.110=原碼x10=-0.75=>(x2)反=1.001=除符號(hào)位外原碼各位取反2.2、定點(diǎn)表示產(chǎn)生誤差（1）加法：任何加法運(yùn)算不會(huì)增加字長，但可能產(chǎn)生溢出xB10.110-->0110xB21.010-->1010xB1-xB2=1.511000（2）乘法：不會(huì)溢出，但字長加倍借位溢出例：b=3=>0.

6、101×0.0111011010.001111成為六位數(shù)，截尾變成0.001。產(chǎn)生誤差。2.3、數(shù)的量化誤差范圍量化對(duì)尾數(shù)處理產(chǎn)生的誤差，其量化方式可分為：1.截尾量化：即把尾數(shù)全部截?cái)嗖灰?.舍入量化：即把小于q/2的尾數(shù)舍去，把大于q/2的尾數(shù)“入”上來。其中q=2-b,稱為量化步階，b為字長的位數(shù)。截尾量化截尾量化可分為：（1）對(duì)于正數(shù)的截尾量化誤差（2）對(duì)于負(fù)數(shù)的截尾量化誤差（1）對(duì)于正數(shù)的截尾量化誤差一個(gè)信號(hào)x(n)：由于有限字長：看出:b1>b所以，原碼和補(bǔ)碼的截尾誤差為：發(fā)生在被截去的位數(shù)上的數(shù)都為1情況。

7、發(fā)生在被截去的位數(shù)上的數(shù)都為0情況。0.2-1……………..2-b00…………...0b1-bb最小誤差0.2-1……………..2-b11……………1最大誤差（2）對(duì)于負(fù)數(shù)的截尾量化誤差截尾量化誤差與負(fù)數(shù)表示方式有關(guān)。負(fù)數(shù)原碼表示，其截尾量化誤差：發(fā)生在被截去的位數(shù)上的數(shù)都為1情況。發(fā)生在被截去的位數(shù)上的數(shù)都為0情況。0.2-1……………..2-b00…………...0b1-bb最小誤差0.2-1……………..2-b11……………1最大誤差負(fù)數(shù)補(bǔ)碼表示，其截尾量化誤差：同樣，負(fù)數(shù)截尾量化誤差，最大誤差=±q,最小誤差=0.舍

8、入量化0.10101010……………0bb1舍去：0.1010-->信號(hào)比原來小;舍入：0.1011-->信號(hào)比原來大;所以，最大誤差為q/2,最小誤差為-q/2舍入量化誤差范圍為

9、en

10、