Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов (2002) (1095939), страница 80
Текст из файла (страница 80)
7.5). Большую часть вкладки занимают шесть групп элементов настройки параметров квантователей. Подписи к группам очевидным образом соответствуют именам свойств объекта квантованного фильтра (см. табл. 7.5). Каждая группа содержит следующие элементы управления (подробные комментарии о смысле задаваемых ими параметров квантователей были приведены в табл. 7.3, где перечислены свойства объектов квантователей): (Л раскрывающийся список Оиапйхег 1уре позволяет задать класс объекта квантователя — пиагпгхег или цпйцнапйхег; С! раскрывающийся список Мог!е позволяет задавать тип квантователя — с фиксированной (йхес!) или плавающей (йоа1) запятой. Есть также два предопределенных варианта квантователей с плавающей запятой — 1!оно!е и а!пп!е; С! раскрывающийся список йоипс! шос!е позволяет задавать режим округления при квантовании — сей, сопчегцеп1, йх, йоог или грипс!; С) раскрывающийся список Очег!!пи тобе позволяет задавать режим обработки переполнений при квантовании — аа1ига1е или вггар; д поле ввода Роггпа1 предназначено для указания двухэлементного вектора, задающего общее число двоичных разрядов квантованных значений н число разрядов дробной части (в случае фиксированной запятой) или число разрядов порядка (для квангователей с плавающей запятой).
После задания всех параметров квантования необходимо щелкнуть на кнопке Арр!у, в результате будут рассчитаны характеристики квантованного фильтра. На графиках характеристики исходного фильтра выводятся синим цветом, а квантоваиного — зеленым. ЗАМЕЧАНИЕ На рассчитываемые частотные и временные характеристики фильтра влияет люлько формат квантования коэффициенлюв (Сое(йс!епг Рогл~аг), Остальные параметры квантования имеет смысл настраивать только в том случае, если кватованный фильтр планируется экспортировать нз программы (г!агро!. Функции пакета расширении я!тег певца Квантованный фильтр можно экспортировать из программы тг)асао1 обычным способом — с помощью команды Ехрогт меню й)(е.
Данные экспортируются в виде объекта квантованного фильтра, описанного ранее. Таким образом, среда т()ассо1 предоставляет графический интерфейс для настройки свойств объекта квантованного фильтра. Квантованное БПФ Для создания объекта квантованного БПФ служит функция г)ттс. В простейшем случае она может вызываться без входных параметров, но поскольку обычно требуется выполнять БПФ заданной размерности, удобнее всего задавать размерность БПФ сразу же при создании объекта.
Для этого нужно использовать в качестве параметров функции-конструктора строку '1епятв' и значение размерности: 1 - г)тт1('1епд1П'. М) Здесь М вЂ” размерность БПФ. Для задания свойств объекта (их список будет приведен ниже) можно указывать при вызове функции г)тт1 параметры в виде пар «пмя свойства — значение свойства кс г - г)тт(('паае1'. ча1ие1. 'папе2'. ча1це2, ...) Здесь 'паяе1', 'паве2' и т, д.
— имена свойств, а ча)ие1, ча)ие2 и т. д. — соответствующие значения. Особо отметим еще один вариант вызова, позволяющий задать общий формат квантования для всех величин при вычислении БПФ, Для этого в списке параметров нужно задать значение свойства 'оцапттгег'. 1 - ПГГ1(.... 'ццап1тътег', (М М), ...) В результате для всех величин будет использован формат с фиксированной запятой с длиной слова М бит и М битами после запятой. Список свойств квантованного БПФ приведен в табл. 7.6.
Как уже говорилось, считывать и задавать значения этих свойств можно с помощью функций дет и зев соответственно. Вычисление квантованного БПФ осуществляется с помощью функций ттс (прямое БПФ) и 1ттг. (обратное БПФ). Отличие от обычного варианта использования этих функций состоит в том, что в начало списка параметров добавляется объект квантованного БПФ: у ГГ1(Г, х) х тгг((г, у) Здесь т — объект квантованного БПФ, х — сигнал во временной области, у — сигнал в частотной области. Если размерность неквантованного БПФ в МАТЮКАВ подстраивается под длину сигнала, то в случае квантованного БПФ все наоборот — сигнал дополняется нулями или усекается, чтобы его длина стала равна размерности БПФ.
э 2 й о о М й д Ф Ь Ф с э О. о о Е й о о 4' э й й й й И » с о о и 2. й э о о 44 О о 4 о й э С' со о о о; х й Д х О, ~ о .е. й 2. С » и э о х 3 Ф й й! 44 Ф о Ф Ф Ф Ф о 2 Ь х Ф с э 4 С'4 О о э о Ф О й о й й 44 Ф о й О 44 2 о Ф й о 5 2 О, 4 5 2 о .2" й 2 с СО о Ф 44 -О .О 'Б Ф о С й й 42' .в.
44 о 4С й й и Ф о й 44 Ф х и 44 О, й б ~О й й й 44 $ 2 э о с С / .Ф э Я б 2 4 и Ф С' о ~ Ф х о о с э 44 оФ, 6Л~ э И х О О х д д и» о С4 о х Я~ к( у~ Р, .С' ,ФФ О о М о й Ф 2 Ф ;; о о э о х о ф э о 8 э 44 Ф о й 2 2 о й э Д о „ Ф 4 Ф о й д О. д - "» э Б» й 4 й» О. О О о О О о э о '2' х =Фи ОФ О охо 2 О й 44 й 4' 2 Ф ООО й э о»й й2х й с О»О О х 2 35О д й Ф со с й Ф й й О О.
М=' О„О Д'с 0 о О 4- Ф д-о й О, э н + О о' О 44 О о Ф о й о й о й о й о 4О й 3 со , М о л Ф й о о 2 й й о й » о с о й О. Ю К о й о О. о о .С и о + о э 444 4 2 э и О 44 с2 й » о й Ц о !р о х о и' х О Ф о о х 4 йо О Ф 5 о Б Ф х ' 6 2 о й о й Ф 44 й 3 Ю о Ф 4 О 4й О Ф и с о с и о о Ь с й и э О С » э 4 44 МЪ Е О. й~ . д Б д о х СС й З 44 3 ОС а~ ~~ э э о ~ й О Функции пакета расширения ре(е~ цеыдп а2З Помимо функций ЛСС и 1СТС с обьектами квантованных БПФ могут работать сле- дующие функции: О С) соруоЬЗ(Т) — создаст независимую копию объекта квантованного БПФ с теми же значениями свойств, что у исходного объекта С (см. приведенный ранее комментарий к одноименной функции для объектов квантователей); О г(1зр(0 — выводит на экран свойства объекта; О ерз(Т) — выводит на экран относительную точность представления чисел в объекте квантованного БПФ; О и " 1епдсй(Т) — возвращает размерность БПФ (значение свойства Сепдсп); С) порегаС1опз(С) — выводит на экран сведения о числе операций квантования, выполненных различными квантователями объекта квантованного БПФ й О почегТ1 сиз(Т) — выводит на экран сведения о числе переполнений, возникших при выполнении операций квантования различными квантователями объекта квантованного БПФ й О орС - арС1а1гецп1Суда1пз(Т) — возвращает значение свойства ОрС1в1ге()п~Суъа1пз; О дгерогС(С) — выводит на экран статистическую информацию о работе квантователей, входящих в состав объекта квантованного БПФ (максимальное и минимальное значения входного сигнала, число переполнений и случаев потери значимости, а также количество выполненных квантований); О з дгерогС(Т) — возвращает ту же информацию в полях структуры з; О г гаг(1х(() — возвращает основание БПФ (значение свойства йао1х); О герде(т) — отображает сведения о минимальных и максимальных значениях выходного квантованного сигнала для квантователей, входящих в состав объекта квантованного БПФ Т; С) [й1, й2, .
1 гапде(С, Т1, Т2...) — возвращает двухэлементныс векторы й1, й2 и т. д., содержащие минимальные и максимальные значения выходного квантованного сигнала для квантователей, входящих в состав объекта квантованного БПФ С и указанных входными строковыми параметрами ТС, Т2 и т, т. Возможные значения этих параметров — 'соеНС1с1епС', '1прцС', 'оцСрцС', 'аа1С1р11сапо', 'ргооцсС' и ' янп", О гезеС()х)) — сбрасывает в исходное состояние значения свойств, связанных со сбором статистической информации (Мах, М1 и, йорегаС(опз, йочегс1 она и йцпоег. Т1оиз), для всех квантователей, входящих в состав объекта квантованного БПФ С; О з Сазсг1пд(С) — возвращает строку вызова функции ОттС, в результате выполнения которой будет создан объект, совпадающий с объектом С; С) и Си1<Ы!ез(т) — возвращает квантованные значения коэффициентов (комплексных экспонент), используемых объектом С при вычислении БПФ.
В качестве примера создадим объект квантованного БПФ размерности 256 и затем вычислим спектр синусоидэльного сигнала с помощью обычной функции ~ТС и с помощью квантованного объекта. При создании объекта необходимо задать только размерность БПФ, для всех остальных свойств мы оставляем значения по умолчанию; 424 » т - цгтс(')епдСП', 256) 'гоипб', 'Г)оог', 'Г)оог'. 'Г)оог'. 'Г)аог'. 'т)оаг'.
'засигасе', [16 151) 'засигасе'. [16 15)) 'засигасе', [16 15]) 'затигате', [16 151) 'затигасе', [32 301) 'засигасе', [32 30]) Пусть обрабатываемый сигнал имеет такую частоту, что анализируемый фраг- мент (258 отсчетов) содержит нецелое число периодов: » с - 0:255; $ дискретное аренд » в период сигнала равен ? » а 1/32*сов(2"р(+С/7); Теперь рассчитываем два варианта спектра: с помощью обычного (вектор зр) и квантованного (вектор зр ц) БПФ и выводим графики их модулей (рис, 7.17): » 5р ттс(5): $ обычное БПФ » $ квантованное БПФ » зр ц - ттс(т. з): Иагп!пд; 14 очегг)она )и циапт!геб ттс. > 1п ..Лциапт)тат(ап19цг[11рг(чате1рг(чттс.а ат 1(пе 132 1и ..ЛГ()сегбез)дп1циапс(тат!оп10цттттттт.а ас 1)пе 31 Мах Мтп МОчегг)она Мипбегг)овз МОрегат(опз Соетт(о(епт 1 - 1 8 ? 510 1прис 0,03125 -0.02816 0 0 256 Оитрит 2 -2 4 0 512 Ми)с)р) )сапб 1.408 -1.408 6 29 8192 Ргобист 0,7433 -0.7883 0 0 4096 5ив 2.174 -2,174 4 0 10240 » р!от(С, аЬз(зр)): » Г(доге » р)ос(с, аЬз(зр ц)) Сравнение верхнего и нижнего графиков на рнс.
7.17 показывает, что переполнения, о которых сообщил при вычислениях объект т, весьма существенно исказили результаты расчета — в спектре появились ложные составляющие. Это свидетельствует о необходимости либо уменьшить уровень входного сигнала (в данном случае, чтобы избавиться от переполнений, необходимо уменьшить амплитуду гармонического сигнала с 1/32 до 1/128), либо использовать в объекте т квантователи с большей верхней границей диапазона представимых чисел.
Яасйх [епдгп Соетт!с(епсгагаат 1присгогеас Оитрисгогеас Ми)С)р)(сапбгогаас Ргобистгогаат 5ивгогаас МиаЬегдт5ест(опз Бса)еча)иез Глава 7, Эффекты квантование в цифровых системах 2 - 256 - циапс!гег('т!хеб', - циапс(лег('Г!хеб'. - циапс!гег('Г)хеб', - циапт(тег('Г)хеб', - циапт(лег("Г!хеб', - циапс!гег('т!хеб'. 8 = [и Функции пакета расширения НИег Оез(рп 0.6 0 60 100 160 200 260 0,6 0.6 0,4 0.2 0 60 100 160 200 260 300 Рио.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
