定点设计资源

信息处理 量化 固定点
2022-01-26 08:05:06

谁能指出我设计可能非线性信号处理算法的定点版本的好方法?除了模拟之外,还有没有系统化的方法来优化和分析有限字长效应?参考将不胜感激!

两个感兴趣的算法是 IQ 平衡器和数字 AGC 循环。

2个回答
  • 制作你的框图
  • 在可能发生显着量化的每个点,添加噪声
  • 使用增加的噪音分析系统的行为

如果您知道量化效果本质上是随机的,并且如果后续阶段倾向于低通或带通滤波,则将量化噪声建模为高斯xnN(0,q/12), 在哪里q是一个 LSB。

这样做的理由是量化噪声将均匀分布(因此σ=q/12),并且以下滤波器的输出将包含一组量化噪声样本的加权和,根据中心极限定理,这将趋于高斯。

如果您想成为最大偏执狂,那么请弄清楚量化噪声对您的应用程序的最坏情况(卡在高位、卡在低位、某些特定信号等),并将量化噪声建模为具有该形状, 幅度为q. 在具有任何频率选择性的线性系统的情况下,这可以计算为频率等于系统在注入点对噪声的最高灵敏度的方波(或幅度为1.09q/2.

这样做的理由实际上只是偏执狂——但如果你对量化效果有一个绝对上限,并且系统仍然运行良好,那么你就知道你已经完成了。

要设计数据路径宽度,您可以扭转这一点,并确定每一步可接受的量化水平,并确保您的数据路径足够宽(并正确缩放),以使量化小于您的可接受水平。

对非线性系统进行一般性陈述是很危险的,但我会冒险猜测,如果您可以在纸上分析算法,那么您很有可能可以在纸上分析算法和量化。

您可以做的最简单的事情可能是应用一个称为“分数节省”的噪声整形的具体示例。

每当需要进行量化、字宽缩减时,只需向下舍入(即丢弃量化点右侧的位),但请记住那些丢弃的位处于状态。在下面的示例中,取出您之前丢弃的那些位,将它们向左扩展零,然后在丢弃这些位之前将其添加到同一量化点的下一个样本

它是一阶噪声整形,在 DC 上为零权(z=1)。DC 处的信噪比无限,但 Nyquist 处的噪声增加了。