【教学课件】第八章数字信号处理中的有限字长效应.ppt

第八章第八章 数字信号处理中数字信号处理中的有限字长效应的有限字长效应18.1 引言引言有限字长效应的概念有限字长效应的概念所有的数字软硬件处理、参与计算的参所有的数字软硬件处理、参与计算的参数以及输入、输出信号都是存储在有限字数以及输入、输出信号都是存储在有限字长的存储单元中的，也就是说参与数字处长的存储单元中的，也就是说参与数字处理的所有参量都是有限字长的。理的所有参量都是有限字长的。因此，相对于理论情况，数字信号处理因此，相对于理论情况，数字信号处理都只能是有限精度的，都是有误差的。都只能是有限精度的，都是有误差的。这就是这就是DSPDSP中的有限字长效应。中的有限字长效应。28.1 引言引言有限字长有限字长精度问题（小数）精度问题（小数）1/3、21/3=0.333334bit:0.0101 (0.3125)8bit:0.0101010(0.328125)动态范围（整数或者动态范围（整数或者整数部分）整数部分）8bit:-12812716bit:-327683276738.1 引言引言数字系统中因有限字长的影响，引起系统数字系统中因有限字长的影响，引起系统误差的三个因素：误差的三个因素：A/DA/D变换中的量化效应；变换中的量化效应；诸如数字滤波器等数字处理系统中系数等用诸如数字滤波器等数字处理系统中系数等用有限位二进制数表示时产生的量化效应；有限位二进制数表示时产生的量化效应；在在DSPDSP处理中，如加、乘运算，为限制位数处理中，如加、乘运算，为限制位数而进行的尾数处理而进行的尾数处理(如截断和舍入如截断和舍入)，为防止溢，为防止溢出而压缩信号电平的有限字长效应等；出而压缩信号电平的有限字长效应等；48.1 引言引言系统设计中，减小误差所需考虑的一系统设计中，减小误差所需考虑的一些基本问题：些基本问题：字的长短字的长短字长越长精度越高字长越长精度越高 数的表示方法数的表示方法定点制，浮点制定点制，浮点制原码，补码，反码原码，补码，反码58.1 引言引言尾数的处理尾数的处理舍入，截尾舍入，截尾可采用的运算方式可采用的运算方式如乘除法中的溢出问题如乘除法中的溢出问题系统结构等系统结构等如滤波器的结构问题，采用级联结构如滤波器的结构问题，采用级联结构68.1 引言引言研究有限字长效应的意义：研究有限字长效应的意义：字长一定，分析误差，获得处理可信度信息；字长一定，分析误差，获得处理可信度信息；字长一定，分析误差，选用合适的系统结构字长一定，分析误差，选用合适的系统结构和运算方式；和运算方式；根据处理精度和速度的要求，选择合适的数根据处理精度和速度的要求，选择合适的数字器件，在设备价格和系统要求之间做合适的字器件，在设备价格和系统要求之间做合适的折衷选择等；折衷选择等；7