二进制补码下定点滤波器的新稳定判据与实例验证

本文探讨了一类使用二进制补码算法的定点数字滤波器的新稳定性判据。随着信息技术的发展，数字信号处理中的精度和效率成为了关键因素，尤其是在有限位宽（finite word length）下，量化（quantization）和溢出（overflow）等非线性效应会显著影响系统的性能。传统的线性系统在遇到这些非线性时可能会变得不稳定，导致如限周期现象（limit cycle behavior）等不稳定行为，这在滤波器设计中是需要特别注意的问题。 二进制补码是一种广泛应用于计算机中的数值表示方法，对于处理精度受限的数字信号处理系统来说，正确评估其稳定性至关重要。作者提出了一种新的稳定性准则，旨在解决在使用补码运算时，如何确保滤波器在有限位宽条件下保持稳定性的挑战。这个准则考虑了饱和非线性（saturation nonlinearity）下的溢出运算，这是许多数字滤波器模型研究的核心内容。 文献中提到，尽管对具有饱和非线性的数字滤波器稳定性进行了深入研究，但针对使用二进制补码的滤波器稳定性分析仍然相对较少。作者通过数值示例展示了他们新提出的稳定性判据的有效性，这表明该准则能够帮助设计师在实际应用中准确预测和控制滤波器在有限位宽环境下的行为，从而避免因非线性引起的不稳定性问题。 总结来说，本文的主要贡献在于提供了一种实用的方法，使得设计者在设计和分析这类采用补码算法的数字滤波器时，有了一个可靠的稳定性评估工具。这对于电子工程、信号处理和控制系统的设计者来说，是一项重要的理论支持，有助于提高系统的可靠性和性能。此外，这项工作也为后续的研究提供了新的视角，推动了数字信号处理领域的理论发展。