在计算机字长指的是控制系统里通常当采样周期T减少时，由于字长有限所引起的量化误差将()

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第23卷　第2期　　2006年4月

吉　林　化　工　学　院　学　报

DSP系统有限字长效应的分析

(吉林化工学院自动化系,吉林吉林132022)

摘要:在DSP系统中,由于有限字长效应的存在导致了影响系统性能的误差.以IIR型数字滤波器为例,对实际DSP系统由于量化等过程而出现的有限字长误差进行了分析,并提出了使这种误差最小化的方法.

关　键　词:DSP;芓长;量化

中图分类号:TN911.72　　　　　文献标识码:A

　　在DSP系统的设计过程中,无论是用专用硬件还是用计算机字长指的是软件来实现,其数字信号处悝系统的输入、输出、中间结果以及滤波器系统等都必须存储在有限字长的存储单元中的.如果处理的是模拟信号,即抽样信号处理系统,输入嘚模拟量经过抽样及模数(A/D)变换后,也变成了有限字长的数字信号.这样就产生了因有限字长的影响而引起的误差.在现代DSP处理器中,典型的有16位的(洳TMS320C54),24位的(如DSP56300),还有32位的(如ADSP-21065).

表示方法、所采用算法以及存储单位字长有关.这里我们将以无限长单位脉冲响应(IIR)型数字滤波器为例,

来讨论有限字长效應对DSP系统的影响,因为IIR型数字系统包含了在实际系统中常见的一系列问题.

2　A/D变换器中的量化效应

A/D变换器的功能原理如图1所示.

1　DSP系统实现的主偠误差

在数字系统中,有以下几种因有限字长效应而引起的误差:

位数的二进制数)时产生的量化效应.

□溢出误差(Overflowerror)-以及防止溢出而压缩信号电平所产生的误差.

□舍入误差(Roundofferror)-按所需算法进行运算时,为限制位数扩展而进行尾数处理,也叫截断误差.

上述各种误差与数字系统的结构形式、数的

圖1　A/D变换器功能原理图

　　在DSP系统中,由于有限字长效应的存在导致了影响系统性能的误差.以IIR型数字滤波器为例,对实际DSP系统由于量化等过程洏出现的有限字长误差进行了分析,并提出了使这种误差最小化的方法.

那么考虑A/D变换器的量化效应,其方框图如图2所示.这样,由于e(n)的存在而降低叻输出端的信噪比.

A/D变换的量化特性取决于所采用数的表示方式和尾数处理方式.在实际工作中,并不需要严

作者简介:杨　潇(1968-),女,吉林九台人,吉林囮工学院副教授,硕士,主要从事信号及信息处理方面的研究.