數(shù)字信號處理基礎(chǔ)ppt課件-資料下載頁
2025-04-30 18:23本頁面
【正文】 所有處理器都是有限精度的，所以濾波器系數(shù)實際上近似于 “ 理想 ” 。這種近似引入濾波器系數(shù)的量化誤差，導(dǎo)致濾波器頻率響應(yīng)與理想情況有偏移。因為窄帶 IIR的極點靠近單位圓，所以需要更長的字長。濾波器系數(shù)的量化誤差最壞影響到極點位置移置單位圓之外，導(dǎo)致不穩(wěn)定。 濾波器系數(shù)的量化誤差對濾波器穩(wěn)定性影響程度依賴于濾波器的結(jié)構(gòu)和執(zhí)行硬件的字長。因為濾波器的零點和極點位置與執(zhí)行硬件的字長有關(guān)，它們與無限精度裝置的差異影響 到濾波器的性能。 在 IIR濾 波器中， 級聯(lián) 式與平行式生成的每一 對 復(fù)數(shù)共 軛 極點是分離的。 這導(dǎo) 致每一 對 復(fù)數(shù)共 軛 極點 對濾 波器系數(shù)量化 誤 差的影響是相互獨立的。但是 對 直接式 濾 波器 結(jié) 構(gòu)來 說 ， 這個性能并不成立。因此，級聯(lián)式與平行式 IIR濾波器比直接式 IIR應(yīng)用更加廣泛。 在數(shù)字濾波器實現(xiàn)中另一個問題是由于硬件有限字長造成的量化誤差。隨著下列有限字長的使用，誤差源增加： ．輸入輸出信號量化； ．濾波器系數(shù)量化； ．不相關(guān)的四舍五入（或截斷）噪聲； ．相關(guān)的四舍五入（或截斷）噪聲； ．動態(tài)范圍限制。 用數(shù)字形式表示連續(xù)時間的瞬間值，由于輸入輸出信號量化引入誤差。輸入信號主要是 A/D量化噪聲，而輸出信號主要是 D/A量化噪聲。在大多數(shù)系統(tǒng)中，輸出 D/A量化噪聲 是非常小的，輸入 A/D量化噪聲是更加主要的因素。 在大多數(shù)執(zhí)行程序中，濾波器系數(shù)初始值存在程序存儲器中，然后移到二進制的小數(shù)點用最高比特位表示的數(shù)據(jù)存儲器中。這些系數(shù)表示成 Q15格式。給出的系數(shù)范圍是 ～ ，步進量為 。輸入也是 Q15格式，因此，當(dāng)兩個 Q15數(shù)字相乘時，結(jié)果是 Q30格式數(shù)字。當(dāng) Q30數(shù)字駐留在 32位累加器時，二進制的小數(shù)點用第二最高比特位表示。因為假設(shè)濾波器的輸出為 Q15格式，所以 Q3O格式的數(shù)要左移，并保留結(jié)果的最高比 特位（ 16）。 注意：保留累加器的中間值很重要，可能保留 32比特位的精度。 不相關(guān)的四舍五入（或截斷）噪聲是由乘法器產(chǎn)生的。盡管數(shù)字濾波器表示成有限字長，但是處理結(jié)果需要增加一些附加的比特來表示。例如，一個 b比特的采樣值，乘上一個 b比特的系數(shù)，產(chǎn)生 2b比特字長。在遞歸濾波器的實現(xiàn)中，第一次遞歸后， 2b字長是需要 的；第 二 次遞歸后， 3b字長是需要的；等等，以此類推。 實時的概念 實時的定義 通用 計 算 環(huán) 境：算法、 測試 、模 擬 數(shù)據(jù)、 實際 數(shù)據(jù)； 實時 信號 處 理 應(yīng) 用系 統(tǒng) ：算法的 執(zhí) 行速度。 ? Tx? Tj的復(fù)雜度? 運算速度 進程的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)流處理優(yōu)點：隨時更新、時延最小、存儲單元最??；缺點：處理速度高。塊處理優(yōu)點：高的處理效率（比如 FFT）、速度較低的處理器；缺點：時延大（最小時延）。兩者可以轉(zhuǎn)換！矢量處理
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