数字信号处理——(15)第9章、数字信号处理中的有限字长效应
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课程编号15102308《数字信号处理》教学大纲Digital Signal Processing一、课程基本信息二、本课程的性质、目的和任务《数字信号处理》课程是信息工程本科专业必修课,它是在学生学完了高等数学、概率论、线性代数、复变函数、信号与系统等课程后,进一步为学习专业知识打基础的课程。
本课程将通过讲课、练习使学生建立“数字信号处理”的基本概念,掌握数字信号处理基本分析方法和分析工具,为从事通信、信息或信号处理等方面的研究工作打下基础。
三、教学基本要求1、通过对本课程的教学,使学生系统地掌握数字信号处理的基本原理和基本分析方法,能建立基本的数字信号处理模型。
2、要求学生学会运用数字信号处理的两个主要工具:快速傅立叶变换(FFT)与数字滤波器,为后续数字技术方面课程的学习打下理论基础。
3、学生应具有初步的算法分析和运用MA TLAB编程的能力。
四、本课程与其他课程的联系与分工本课程的基础课程为《高等数学》、《概率论》、《线性代数》、《复变函数》、《信号与系统》等课程,同时又为《图像处理与模式识别》等课程的学习打下基础。
五、教学方法与手段教师讲授和学生自学相结合,讲练结合,采用多媒体教学手段为主,重点难点辅以板书。
六、考核方式与成绩评定办法本课程采用平时作业、期末考试综合评定的方法。
其中平时作业成绩占40%,期末考试成绩占60%。
七、使用教材及参考书目【使用教材】吴镇扬编,《数字信号处理》,高等教育出版社,2004年9月第一版。
【参考书目】1、姚天任,江太辉编,《数字信号处理》(第二版),华中科技大学出版社,2000年版。
2、程佩青著,《数字信号处理教程》(第二版),清华大学出版社出版,2001年版。
3、丁玉美,高西全编著,《数字信号处理》,西安电子科技大学出版社,2001年版。
4、胡广书编,《数字信号处理——理论、算法与实现》,清华大学出版社,2004年版。
5、Alan V. Oppenheim, Ronald W. Schafer,《Digital Signal Processing》,Prentice-Hall Inc, 1975.八、课程结构和学时分配九、教学内容绪论(1学时)【教学目标】1. 了解:什么是数字信号处理,与传统的模拟技术相比存在哪些特点。
前言有限字长效应对信号处理的影响分析华东理工大学东方贱人退款是几个意思1 前言1.1 有限字长效应和它产生的原因数字信号处理中,信号的数值、系统的参数、运算中的变量以及运算结果都需要用二进制编码来表示。
但由于受到 A/D 转换器位数、寄存器位数和运算字长等的限制,所以二进制码是有限字长的。
必须用有限长的二进制数来表示无限精度的十进制数,有限字长效应所带来的误差现象,我们把这种误差现象称为有限字长效应。
在数字系统中有限字长效应产生的原因:(1)A/D 变换器中的有限字长效应,即把模拟输入信号变为一组离散电平信号时所产生的有限字长效应。
A/D 变换包括抽样和量化两个过程,抽样是指使用“抽样器”从连续信号中“抽取”信号的离散序列样值,把这种信号称之为“抽样”信号,抽样信号在时间上具有离散化特性,但由于它还并不是真正的数字信号,还必须经过量化编码的过程才能真正地转变为数字信号。
简单来讲就是要将模拟信号抽样和量化,让它转变成为具有一定字长的数字序列值的信号。
(2)滤波器系数的有限字长效应,在数字系统滤波器系数的量化处理过程中,用有限位二进制数来表示,就必定会带来有限字长效应。
对于不同结构类型的数字滤波器来说,它的极点和零点位置在数字滤波器中的系数变化将不一样。
因有限字长效应在数字滤波器系数中带来的任何微小变化,都极有可能对数字滤波器的频率响应特性造成巨大的影响,对于在单位圆内并且非常靠近单位圆的极点来说,有限字长效应在数字滤波器中系数的误差影响,就会让这些极点移动到单位圆上或者单位圆外,因而数字滤波器的原有稳定性就失去了。
(3)运算过程中的有限字长效应所带来的误差。
在数字运算过程中,为了限制位数有限字长效应对信号处理的影响分析而进行尾数处理和为了防止溢出进而压缩信号电平的有限字长效应,这其中就有低电平的极限环振荡效应和溢出振荡效应。
以上三种误差都与系统结构形式、数的表达方法、和所采用的运算方式、字的长短和尾数的处理有关。