DSP实验(fft算法的C语言实现)——njust

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DSP实验一--FFT

DSP实验一--FFT

数字信号处理实验

实验1 快速傅里叶变换FFT 算法实验

一、实验目的:

1、加深对离散信号的DFT 的理解和FFT 算法的运用。

2、学会用mtalab 求解信号的频谱图。

3、学会用DSP 硬件进行频谱分析。

二、实验设备

计算机,ccs3.3软件,DSP CPU 挂箱,DSP 仿真器,导线

三、实验原理

N 点序列的DFT 和IDFT 变换定义式如下:

10[][]N kn N n X k x n W

-==∑, 10

1[][]N kn N k x n X k W N --==∑ 利用旋转因子2j nk kn

N N W e π-=具有周期性,可以得到快速算法(FFT )。

在MATLAB 中,可以用函数X=fft (x ,N )和x=ifft (X ,N )计算N 点序列的DFT 正、反变换。

四、实验内容:

1、利用MATLAB 编程完成计算,绘出下式时域图形,并用FFT 求取其傅里叶变换画出相应的频谱图,并分析、说明实验结果。

x=0.5*sin(2*pi*15*t)+2*sin(2*pi*40*t);

采样频率fs=100Hz ,采样点数为128点。

2、运行ccs 软件,对给定的语音信号进行采集,并应用DSP 挂箱分析该信号的频谱。相应的实验步骤

(1)安装仿真器TDS510驱动(位置在f 盘根目录下).

(2)仿真器参数设置

打开setup ccstudio 从Familly 中查找C55xx 系列,然后选择C5509 TDS510并将其拖到到左侧窗口。右键C5509打开属性装载仿真器的配置参数CCstudio_v3.3//cc//bin/TDS510.cgf.

FFT算法的DSP实现

FFT算法的DSP实现

FFT 算法的DSP 实现

对于离散傅里叶变换(DFT)的数字计算,FFT是一种有效的方法。一般假定输入序列是复数。当实际输入是实数时,利用对称性质可以使计算DFT 非常有效。

一个优化的实数FFT算法是一个组合以后的算法。原始的2N个点的实输入序列组合成一个N 点的复序列,之后对复序列进行N 点的FFT 运算,最后再由N 点的复数输出拆散成2N点的复数序列,这 2 N点的复数序列与原始的2N点的实数输入序列的DFT输出一致。

使用这种方法,在组合输入和拆散输出的操作中,FFT 运算量减半。这样利用实数FFT 算法来计算实输入序列的DFT的速度几乎是一般FFT算法的两倍。下面用这种方法来实现一个256 点实数FFT(2N=256 )运算。

1. 实数FFT 运算序列的存储分配

如何利用有限的DSP 系统资源,合理的安排好算法使用的存储器是一个比较重要的问题。本文中,程序代码安排在0x3000 开始的存储器中,其中0x3000~0x3080 存放中断向量表,FFT程序使用的正弦表和余弦表数据(.data段)安排在OxcOO开始的地方,变量(.bss段定义)存放在0x80 开始的地址中。另外,本文中256 点实数FFT 程序的数据缓冲位

Ox23OO~Ox23ff , FFT 变换后功率谱的计算结果存放在Ox22OO~Ox22ff 中。连续定位.cmd 文件程序如下:

MEMORY {

PAGE O: IPROG: origin = Ox3O8O,len=Ox1F8O

VECT: lorigin=Ox3OOO,len=Ox8O

南京理工大学DSP应用技术作业

南京理工大学DSP应用技术作业

DSP应用技术作业

姓名:徐延宾

学号:9171040G0633

作业三:

根据“Example_ADC”中实验内容,打开程序LAB11_main.c,DSP2833x_PieCtrl.c以及相关头文件,阅读程序段落。

1.摘录与中断设置相关的程序语句。

(1)LAB11_main.c的void main(void)内相关设置语句:

DINT; //禁止CPU中断,禁止全局中断

InitPieCtrl(); //初始化PIE控制寄存器

IER=0x0000; //禁用所有CPU中断并清除CPU中断标志位

IFR=0x0000;

InitPieVectTable(); //初始化PIE向量里面包含了PieCtrlRegs.PIECTRL.bit.ENPIE=1 EALLOW;

PieVectTable.EPWM1_INT =&epwm1_timer_adc_isr; //第三组第一中断

EDIS;

InitAdcParameters();

InitEPwm1Parameters();

PieCtrlRegs.PIEIER3.bit.INTx1 = 1; //响应EPWM1_INT中断

PieCtrlRegs.PIECTRL.bit.ENPIE=1; //打开PIE中断,使能PIE

IER |= M_INT3; //打开CPU第3组中断

EINT; //使能全局中断,允许中断响应

ERTM;

(2)LAB11_main.c 的void InitAdcParameters(void) 函数内相关设置语句:

AdcRegs.ADCST.bit.INT_SEQ1_CLR=1; //清除SEQ1中断标志位

实验二__FFT的DSP实现

实验二__FFT的DSP实现

实验二 FFT 的DSP 实现方法(C 语言版)

一、实验目的

1、 加深对DFT 算法原理和基本性质的理解。

2、 熟悉FFT 算法原理和FFT 子程序的应用。

3、 学习用FFT 对连续信号和时域信号进行谱分析,了解可能出现的分析误差及其原因。

二、实验设备

计算机、ZY13DSP12BD 实验箱,示波器、5402EVM 板。

三、实验原理

1、 离散傅立叶变换(DFT )的定义:将时域的采样变换成频域的周期性离散函数,频

域的采样也可以变换成时域的周期性离散函数,这样的变换称为离散傅立叶变换,

简称DFT.。

2、 FFT 是DFT 的一种快速算法,将DFT 的N 2 次运算量减少为2(2)log N N 次,极大的

提高了运算的速度。

3、 N j N e W /2π-=,称为蝶形因子式旋转因子。

4、 FFT 算法

对于旋转因子N W 来说,有如下的对称性和周期性:

对称性:2/N k N k N W W +-=

周期性:N k N k N W W +=

FFT 就是利用了旋转因子的对称性和周期性来减少运算量的。

FFT 算法将长序列的DFT 分解为短序列的DFT 。N 点的DFT 先分解为两个N/2点的DFT ,每个N/2点的DFT 又分解为两个N/4点的DFT 等等,最小变换的点数即基数,基数为2的FFT 算法的最小变换是2点DFT 。

一般而言,FFT 算法分为时间抽选(DIT)FFT 和频率抽选(DIF)FFT 两大类。时间抽取FFT 算法的特点是每一级处理都是在时域里把输入序列依次按奇/偶一分为二分解成较短的序列;频率抽取FFT 算法的特点是在频域里把序列依次按奇/偶一分为二分解成较短的序列来计算。

DSP课程设计——FFT的DSP实现

DSP课程设计——FFT的DSP实现

FFT的DSP实现

简介:快速傅里叶变换是一种高效实现离散傅里叶变换的的快速算法,是数字信号处理中最为重要的工具之一,它在声学、语音、电信和信号处理等领域有着广泛的应用。

一.设计目的:

1。加深对DFT算法原理和基本性质的理解;

2.熟悉FFT的算法原理和FFT子程序的算法流程和应用;

3。学习用FFT对连续信号和时域信号进行频谱分析的方法;

4.学习DSP中FFT的设计和编程思想;

5.学习使用CCS的波形观察窗口观察信号波形和频谱情况。

二.设计内容:

用DSP汇编语言及C语言进行编程,实现FFT运算,对输入信号进行频谱分析.

三.设计原理:

1.离散傅里叶变换DFT:

对于长度为N的有限长序列x(n),它的离散傅里叶变换(DFT)为

1

X(k)= ∑∞

=0

*) (

n

W

n

x N-nk ,k=0,1,2……N-1 (1)

式中,W N=e—j*2π/N ,称为旋转因子或蝶形因子.

从DFT的定义可以看出,在x(n)为复数序列的情况下,对某个k值,直接按(1)式计算X(k) 只需要N次复数乘法和(N-1)次复数加法.因此,对所有N个k值,共需要N2次复数乘法和N(N—1)次复数加法。对于一些相当大有N值(如1024点)来说,直接计算它的DFT所需要的计算量是很大的,因此DFT运算的应用受到了很大的限制.

2.快速傅里叶变换FFT

旋转因子W N有如下的特性。

对称性: W N k+N/2=-W N k

周期性:W N n(N—k)=W N k(N-n)=W N-nk

利用这些特性,既可以使DFT中有些项合并,减少了乘法积项,又可以将长序列的DFT分解成几个短序列的DFT。FFT就是利用了旋转因子的对称性和周期性来减少运算量的。

快速傅立叶变换(FFT)的实现(DSP实验报告)

快速傅立叶变换(FFT)的实现(DSP实验报告)

快速傅立叶变换(FFT )的实现

一、实验目的

在数字信号处理系统中,FFT 作为一个非常重要的工具经常使用,甚至成为DSP 运算能力的一个考核因素。FFT 是一种高效实现离散付氏变换的算法。离散付氏变换的目的是把信号由时域变换到频域,从而可以在频域分析处理信息,得到的结果再由付氏逆变换到时域。

本实验的目的在于学习FFT 算法,及其在TMS320C54X 上的实现,并通过编程掌握C54X 的存储器管理、辅助寄存器的使用、位倒序寻址方式等技巧,同时练习使用CCS 的探针和图形工具。另外在BIOS 子目录下是一个使用DSP/BIOS 工具实现FFT 的程序。通过该程序,你可以使用DSP/BIOS 提供的分析工具评估FFT 代码执行情况。

二、实验原理

1)基 2 按时间抽取FFT 算法对于有限长离散数字信号{x[n]} ,0 ≤n ≤-1 N,其离散谱{x[k]} 可以由离散付氏变换(DFT)求得。DFT 的定义为:

X(k) x[n]e N k 0,1,...,N 1 n0

可以方便的把它改写为如下形式:

N1

nk

X(k) x[n]W n N k k 0,1,..., N 1

n0

不难看出,WN 是周期性的,且周期为N,即

( n mN )(k lN ) nk

m,l 0, 1, 2...

W N W N

WN 的周期性是DFT 的关键性质之一。为了强调起见,常用表达式WN 取代W 以便明确其周期是N。

2) 实数FFT 运算

对于离散傅立叶变换( DFT)的数字计算,FFT 是一种有效的方法。一般假定输入序列是复数。当实际输入是实数时,利用对称性质可以使计算DFT 非常有效。

DSP课程设计——FFT的DSP实现

DSP课程设计——FFT的DSP实现

FFT的DSP实现

简介:快速傅里叶变换是一种高效实现离散傅里叶变换的的快速算法,是数字信号处理中最为重要的工具之一,它在声学、语音、电信和信号处理等领域有着广泛的应用。

一.设计目的:

1.加深对DFT算法原理和基本性质的理解;

2.熟悉FFT的算法原理和FFT子程序的算法流程和应用;

3.学习用FFT对连续信号和时域信号进行频谱分析的方法;

4.学习DSP中FFT的设计和编程思想;

5.学习使用CCS的波形观察窗口观察信号波形和频谱情况。

二.设计内容:

用DSP汇编语言及C语言进行编程,实现FFT运算,对输入信号进行频谱分析。

三.设计原理:

1.离散傅里叶变换DFT:

对于长度为N的有限长序列x(n),它的离散傅里叶变换(DFT)为

X(k)= ∑∞

=0

*) (

n

W

n

x N-nk ,k=0,1,2……N-1 (1)

式中,W N=e-j*2π/N,称为旋转因子或蝶形因子。

从DFT的定义可以看出,在x(n)为复数序列的情况下,对某个k 值,直接按(1)式计算X(k) 只需要N次复数乘法和(N-1)次复数加法。因此,对所有N个k值,共需要N2次复数乘法和N(N-1)次复

数加法。对于一些相当大有N值(如1024点)来说,直接计算它的DFT所需要的计算量是很大的,因此DFT运算的应用受到了很大的限制。

{

2.快速傅里叶变换FFT

旋转因子W N有如下的特性。

对称性: W N k+N/2=-W N k

周期性:W N n(N-k)=W N k(N-n)=W N-nk

利用这些特性,既可以使DFT中有些项合并,减少了乘法积项,又可以将长序列的DFT分解成几个短序列的DFT。FFT就是利用了旋转因子的对称性和周期性来减少运算量的。

DSP课程设计——FFT的DSP实现

DSP课程设计——FFT的DSP实现

FFT的DSP实现

简介:快速傅里叶变换是一种高效实现离散傅里叶变换的的快速算法,是数字信号处理中最为重要的工具之一,它在声学、语音、电信和信号处理等领域有着广泛的应用。

一.设计目的:

1.加深对DFT算法原理和基本性质的理解;

2.熟悉FFT的算法原理和FFT子程序的算法流程和应用;

3.学习用FFT对连续信号和时域信号进行频谱分析的方法;

4.学习DSP中FFT的设计和编程思想;

5.学习使用CCS的波形观察窗口观察信号波形和频谱情况。

二.设计内容:

用DSP汇编语言及C语言进行编程,实现FFT运算,对输入信号进行频谱分析。

三.设计原理:

1.离散傅里叶变换DFT:

对于长度为N的有限长序列x(n),它的离散傅里叶变换(DFT)为

1

X(k)= ∑∞

=0

*) (

n

W

n

x N-nk ,k=0,1,2……N-1 (1)

式中,W N=e-j*2π/N,称为旋转因子或蝶形因子。

从DFT的定义可以看出,在x(n)为复数序列的情况下,对某个k 值,直接按(1)式计算X(k) 只需要N次复数乘法和(N-1)次复数加法。因此,对所有N个k值,共需要N2次复数乘法和N(N-1)次复数加法。对于一些相当大有N值(如1024点)来说,直接计算它的DFT所需要的计算量是很大的,因此DFT运算的应用受到了很大的限制。

2.快速傅里叶变换FFT

旋转因子W N有如下的特性。

对称性: W N k+N/2=-W N k

周期性:W N n(N-k)=W N k(N-n)=W N-nk

利用这些特性,既可以使DFT中有些项合并,减少了乘法积项,又可以将长序列的DFT分解成几个短序列的DFT。FFT就是利用了旋转因子的对称性和周期性来减少运算量的。

FFT的DSP实现

FFT的DSP实现

FFT的DSP实现

FFT(快速傅里叶变换)是一种计算离散傅里叶变换(DFT)的高效算法。它通过利用DFT的对称性质和递归分解将计算复杂度从O(n^2)减少到O(nlogn),其中n为信号的样本数。

DSP(数字信号处理)指的是用数字计算机或数字信号处理器对连续时间的信号进行采样、变换、滤波以及其他处理的技术和方法。

1.采样与量化:首先,将输入的模拟信号进行采样和量化。采样将连续的模拟信号转换为离散的数字信号,量化将连续的信号幅值大小转换为离散的数值。

2. 窗函数:为了减少频谱泄漏的效应,通常在DFT之前应用窗函数对信号进行加权。常用的窗函数有矩形窗、Hamming窗、Hanning窗等。选择合适的窗函数可以达到有效减小频谱泄漏的目的。

3.数据流和缓冲:将经过窗函数加权的信号按照一定的时间顺序送入缓冲区。

4. 快速傅里叶变换(FFT):将缓冲区中的数据应用FFT算法进行处理。FFT算法将信号分解为多个较小的子问题,并通过递归将计算复杂度从O(n^2)减少到O(nlogn)。FFT算法可以分为迭代式FFT和递归式FFT 两种形式。

5.频谱计算:通过FFT算法计算得到的频谱表示信号在频率域的分布情况。频谱是信号在各个频率上的振幅和相位信息。可以通过对频谱进行幅度谱或相位谱的操作来进行进一步的分析和处理。

6.频谱处理:根据具体的需求,可以对频谱进行滤波、修正、分析等

操作。滤波可用于信号降噪、频域特定频率的提取等;修正可用于频谱校正、泄漏校正等;分析可用于频谱峰值检测、频谱关键特征提取等。

7.逆变换:如果需要将频率域上的信号恢复到时域,可以通过应用逆

调用DSP库函数实现FFT的运算

调用DSP库函数实现FFT的运算

调用DSP库函数实现FFT的运算

傅里叶变换(Fourier Transform)是一种将信号从时域(时间域)

转换到频域(频率域)的数学运算。傅里叶变换可以将信号分解为不同频

率的成分,使得信号在频域中的特征更容易识别和分析。

在计算机领域,为了实现傅里叶变换,通常会使用一种叫做FFT

(Fast Fourier Transform)的算法。FFT算法是一种高效的计算傅里叶

变换的方法,能够显著提升计算速度。

为了调用DSP库函数实现FFT的运算,我们可以利用MATLAB、

Python等常用的数学工具库。这些库已经包含了对FFT的实现,只需调

用相应的函数即可完成FFT运算。以下是具体的实现过程和相关代码示例。

1.MATLAB实现FFT运算:

MATLAB是一种常用的科学计算和数据分析软件,内置了对信号处理

和傅里叶变换的支持。要使用MATLAB进行FFT运算,我们只需调用

fft(函数。

```matlab

%生成输入信号

t=0:0.1:10;%时间范围

f=2;%信号频率

x = sin(2*pi*f*t); % 输入信号为正弦波

%进行FFT运算

X = fft(x); % 对输入信号x进行FFT

%绘制频谱图

frequencies = (0:length(X)-1)*(1/(t(2)-t(1)))/length(X); % 计算频率范围

plot(frequencies, abs(X)); % 绘制频谱图

title('FFT Spectrum'); % 图标题

```

以上代码首先生成了一个简单的输入信号x,接着调用fft(函数对x 进行FFT运算。最后通过plot(函数绘制了频谱图。运行以上代码,我们可以得到信号x在频域中的频谱图。

DSP实验一 信号及系统响应的谱分析,南京理工大学紫金学院实验报告

DSP实验一   信号及系统响应的谱分析,南京理工大学紫金学院实验报告

实验一 信号及系统的谱分析

学号 姓名

注:1)此次实验作为《数字信号处理》课程实验成绩的重要依据,请同学们认真、独立完成,不得抄袭。

2)请在授课教师规定的时间内完成;

3)完成作业后,请以word 格式保存,文件名为:学号+姓名

4)请通读全文,依据第2及第3 两部分内容,认真填写第4部分所需的实验数据,并完成实验分析。

1. 实验目的

(1) 熟练利用DFT 计算公式对信号进行谱分析, 加深DFT 算法原理和基本性质的理解。 (2) 利用卷积方法计算信号经过离散系统输出响应,并观察输出信号的频谱变化。

(3) 熟悉FFT 算法原理和FFT 子程序的应用,掌握利用函数fft.m 对离散信号及系统响应进行

频域分析。

(4) 理解并掌握利用FFT 实现线性卷积的方法。了解可能出现的分析误差及其原因, 以便在实际中正确应用FFT 。 2. 实验原理与方法

1)离散傅里叶变换(DFT )的基本原理

离散傅里叶变换(DFT )是分析有限长序列频谱成分的重要工具,在信号处理的理论上有重要意义。由于其可以在计算机上实现谱分析、 卷积、相关等主要的信号频谱分析过程,因此DFT 的快速算法得到了广泛的应用。

实现DFT 的基本计算公式如下:

2)系统响应信号的时域分析(卷积运算)

离散信号输入离散系统后,若系统起始状态为0,则系统的响应输出是 其方框图表示如下:

图 1

在matlab 中 计算卷积的函数为y=conv(x,h)。

[][]∑∑-=--==

===1

1

0)(1

)()()()()(N k nk N

N n nk

N

W

k X N

基于DSP的C程序实验报告------快速傅立叶变换(FFT)算法

基于DSP的C程序实验报告------快速傅立叶变换(FFT)算法
void FFT(float dataR[SAMPLENUMBER],float dataI[SAMPLENUMBER]) {
int x0,x1,x2,x3,x4,x5,x6,xx; int i,j,k,b,p,L;
float TR,TI,temp;
/********** following code invert sequence ************/ /*说明: 实现比特反转,改变输入信号的顺序,以方便使输出信号按自然顺序输出 */ for ( i=0;i<SAMPLENUMBER;i++ ) {
W
1 N
X(5)
x(3)
N/4点
W
0 N
2
X2(2)
W
2 N
X(6)
x(7)
DFT
W
1 N
2
X2(3)
W
3 N
X(7)
整个过程共有log2N次,每次分组间隔为2^(L-1)----------------1=<L<=log2N (1)如上图第一次蝶形运算间隔为一,如第一个和第二个,第三个和第四个,以此类推;
图8 (5)改变输入函数
INPUT[i]=(sin(PI*2*i/SAMPLENUMBER*3)+sin(PI*2*i/SAMPLENUMBER*10)+sin(PI*2*i /SAMPLENUMBER*20)))*1024;

实现FFT算法的C语言程序

实现FFT算法的C语言程序

实现FFT算法的C语言程序

目前在许多嵌入式系统中要用到FFT运算,如以单片机为核心的交流采样系统、谐波运算、频谱分析等。本文首先分析实数FFT算法的推导过程,然后给出一种验证过的具体实现FFT算法的C语言程序,可以直接应用于需要FFT 运算的单片机或DSP等嵌入式系统中。

一、倒位序算法分析

按时间抽取(DIT)的FFT算法通常将原始数据倒位序存储,最后按正常顺序输出结果X(0),X(1),...,X(k),...。假设一开始,数据在数组float dataR[128]中,我们将下标i表示为(b6b5b4b3b2b1b0)b,倒位序存放就是将原来第i个位置的元素存放到第(b0b1b2b3b4b5b6)b的位置上去.由于C语言的位操作能力很强,可以分别提取出b6、b5、b4、b3、b2、b1、b0,再重新组合成b0、b1、b2、b3、b4、b5、b6,即是倒位序的位置。

程序段如下(假设128点FFT):

/* i为原始存放位置,最后得invert_pos为倒位序存放位置*/

int b0=b1=b2=b3=b4=b5=6=0;

b0=i&0x01; b1=(i/2)&0x01; b2=(i/4)&0x01;

b3=(i/8)&0x01; b4=(i/16)&0x01; b5=(i/32)&0x01;

b6=(i/64)&0x01; /*以上语句提取各比特的0、1值*/

invert_pos=x0*64+x1*32+x2*16+x3*8+x4*4+x5*2+x6;

对比教科书上的倒位序程序,会发现这种算法充分利用了C语言的位操作能力,非常容易理解而且位操作的速度很快。

DSP课程设计——FFT的DSP实现

DSP课程设计——FFT的DSP实现

FFT的DSP实现

简介:快速傅里叶变换是一种高效实现离散傅里叶变换的的快速算法,是数字信号处理中最为重要的工具之一,它在声学、语音、电信和信号处理等领域有着广泛的应用。

一.设计目的:

1.加深对DFT算法原理和基本性质的理解;

2。熟悉FFT的算法原理和FFT子程序的算法流程和应用;

3.学习用FFT对连续信号和时域信号进行频谱分析的方法;

4.学习DSP中FFT的设计和编程思想;

5.学习使用CCS的波形观察窗口观察信号波形和频谱情况.

二.设计内容:

用DSP汇编语言及C语言进行编程,实现FFT运算,对输入信号进行频谱分析。

三.设计原理:

1.离散傅里叶变换DFT:

对于长度为N的有限长序列x(n),它的离散傅里叶变换(DFT)为

1

X(k)= ∑∞

=0

*) (

n

W

n

x N—nk ,k=0,1,2……N-1 (1)

式中,W N=e-j*2π/N,称为旋转因子或蝶形因子.

从DFT的定义可以看出,在x(n)为复数序列的情况下,对某个k值,直接按(1)式计算X(k) 只需要N次复数乘法和(N—1)次复数加法。因此,对所有N个k值,共需要N2次复数乘法和N(N-1)次复数加法。对于一些相当大有N值(如1024点)来说,直接计算它的DFT所需要的计算量是很大的,因此DFT运算的应用受到了很大的限制.

2.快速傅里叶变换FFT

旋转因子W N有如下的特性.

对称性: W N k+N/2=—W N k

周期性:W N n(N—k)=W N k(N-n)=W N—nk

利用这些特性,既可以使DFT中有些项合并,减少了乘法积项,又可以将长序列的DFT分解成几个短序列的DFT。FFT就是利用了旋转因子的对称性和周期性来减少运算量的.

基于DSP的FFT实现

基于DSP的FFT实现

基于DSP的FFT实现

基于数字信号处理(DSP)的快速傅里叶变换(FFT)是一种高效的信

号处理算法,可以将时域信号转换为频域信号。FFT广泛应用于音频处理、图像处理、通信系统等领域。

FFT算法的核心思想是将N个采样点的离散信号转化为具有N个频域

分量的频谱信号。它通过分治思想,将原始信号分解为两个较小的子问题,并连续进行分解,直到问题规模减小到可以直接求解的程度。

FFT算法的基本步骤如下:

1.将N个采样点按照时间顺序排列,作为输入信号。

2.如果N为奇数,将输入信号补零为N+1个点。

3.将输入信号拆分为两个子问题,每个子问题的规模为N/2

4.对每个子问题递归地应用FFT算法,得到子问题的频域分量。

5.组合子问题的频域分量,得到原始信号的频谱。

6.对频谱进行后处理,如频谱幅值计算、频率估计等。

FFT算法通过递归实现,其中最重要的步骤是蝶形运算。蝶形运算是FFT算法的核心操作,通过对复数运算的重复应用,将输入信号转换为频

域分量。

FFT算法的性能优于传统的傅里叶变换算法,这得益于其时间复杂度

的优化。传统的傅里叶变换算法的时间复杂度为O(N^2),而FFT算法通

过分治思想,将时间复杂度优化为O(NlogN)。这使得FFT算法在大规模

信号处理中具有巨大的优势。

在实际应用中,FFT算法可以通过硬件加速来进一步提高性能。现代DSP芯片内置了专门的FFT硬件,可以实现FFT算法的加速计算。这些硬件加速器通过并行计算、流水线操作等技术,大幅提升了FFT算法的运行速度。

除了FFT算法之外,还有一些改进的算法可用于实现高效的傅里叶变换。例如快速哈特利变换(FHT)算法、快速余弦变换(DCT)算法等。这些算法在一些特定的应用场景下,具有更高的性能和更低的复杂度。

FFT的DSP实现

FFT的DSP实现

FFT的DSP实现

FFT (Fast Fourier Transform) 是一种高效的算法,用于将时域上的信号转换为频域上的信号。它在数字信号处理 (DSP) 领域具有广泛的应用。下面将介绍FFT的DSP实现。

FFT算法的核心思想是将一个N点的离散时间序列转换为N点的离散频率序列。在DSP实现中,我们通常使用基于蝶形算法的快速傅立叶变换(Fast Fourier Transform) 算法。该算法有效地利用了傅立叶变换的对称性和周期性,通过分治的思想将复杂的计算任务划分为简单的计算。

DSP实现FFT的过程可以分为以下几个步骤:

1.首先,我们需要将输入信号划分为N个离散时间序列的片段。通常情况下,我们选择2的幂作为片段的长度,这样可以更有效地计算FFT。

2.对每个片段进行预处理。这包括对输入信号进行加窗,以减小频谱泄漏和噪声的影响。

3.利用蝶形算法实现FFT。FFT算法通过递归地将输入序列分解为两个较短的序列,并通过对这些序列进行运算得到频域上的结果。该算法在每一级上使用蝶形运算单元来计算两个复数的乘积,并进行加法和减法运算。

4.对FFT的结果进行后处理。这包括计算频谱的幅度和相位信息,并进行进一步的处理,如频谱平滑和滤波等。

在DSP中,FFT通常通过硬件和软件两种实现方式。硬件实现通常采用专用的DSP芯片或FPGA来加速计算,可以在实时处理中提供快速的计算速度。而软件实现则是利用通用的硬件平台(如计算机)和相应的算法来

进行FFT计算。软件实现相对灵活,适用于单片机和嵌入式系统等资源受

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/*main()函数*/
#include
#include
#include "fft.h"

// float result;
int N=64;
float s[128]={0.494875,0.038333,0.227436,0.327883,0.899469,0.313730,0.251676,0.432989,
0.842382,0.184489,0.508179,0.452240,0.325584,0.380076,0.886480,0.761261,
0.883766,0.457406,0.799202,0.134077,0.065314,0.375145,0.373523,0.484022,
0.969459,0.342061,0.252689,0.584887,0.523704,0.163419,0.486398,0.496061,
0.843194,0.806198,0.857786,0.609754,0.565730,0.611899,0.102977,0.158316,
0.413650,0.560410,0.268677,0.784254,0.387871,0.030984,0.585502,0.558559,
0.200696,0.087422,0.933230,0.259380,0.204171,0.049208,0.606161,0.546349,
0.095837,0.636996,0.442948,0.066382,0.374293,0.249103,0.924875,0.629499,
0.878309,0.641674,0.798391,0.435026,0.981140,0.095958,0.527482,0.545646,
0.284343,0.370803,0.064693,0.544809,0.836376,0.145322,0.171520,0.068047,
0.824012,0.133971,0.884786,0.514737,0.963636,0.120495,0.048290,0.380152,
0.412791,0.401391,0.420997,0.376954,0.907337,0.670162,0.961839,0.162979,
0.748649,0.374066,0.454237,0.038561,0.562432,0.372312,0.792784,0.795231,
0.382914,0.252790,0.342928,0.967804,0.479808,0.368328,0.764567,0.377149,
0.900306,0.183432,0.368317,0.917457,0.515916,0.090307,0.735311,0.004712,
0.603123,0.956867,0.397432,0.731551,0.684639,0.978503,0.203785,0.593303};

main()
{
int i;
void FFT(struct compx * ,int );
struct compx xin[64];
for(i=0;i<64;i++)
{
xin[i].real=s[2*i];
xin[i].imag=s[2*i+1];
}

FFT(xin,64);

for(i=0;i<64;i++)
{
printf("%.6f",xin[i].real);
printf("+%.6fj\n",xin[i].imag);
// result[i]=sqrt(pow(s[i].real,2)+pow(s[i].imag,2));
}
return 0;
}

void FFT( struct compx * xin,int N) /*FFT变换函数*/
{
int f,m,LH,nm,i,k,j,L;
double p,ps;
int le,B,ip;
float pi;
struct compx w,t;
LH=N/2;
f=N;
for(m=1;(f=f/2)!=1;m++)
{
;
}
nm=N-2;
j=N/2;
/*以下是位倒序*/
for(i=1;i<=nm;i++)
{
if(i{
t.real=xin[j].real;
t.imag=xin[j].imag;
xin[j].real=xin[i].real;
xin[j].imag=xin[i].imag;
xin[i].real=t.real;
xin[i].imag=t.imag;
}
k=LH;
while(j>=k)
{
j=j-k;
k=k/2;
}
j=j+k;
}
/*以下是fft运算*/
{
for(L=1;L<=m;L++)
{
le=pow(2,L);
B=le/2;
pi=3.1415926;
for(j=0;j<=B-1;j++)
{
p=pow(2,m-L)*j;
ps=2*pi/N*p;
w.real=cos(ps);
w.imag=-sin(ps);

for(i=j;i<=N-1;i=i+le)
{
ip=i+B;
t=EE(xin[ip],w);
xin[ip].real=xin[i].real-t.real;
xin[ip].imag=xin[i].imag-t.imag;
xin[i].real=xin[i].real+t.real;
xin[i].imag=xin[i].imag+t.imag;
}
}
}
}
return;
}



vector.asm 文件

.global _c_int00
.sect ".vec"

RESET:
MVKL _c_int00, B0
MVKH _c_int00, B0

B B0
nop
nop
nop
nop
nop

NMI:
B IRP
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP

.space 8*4*2

IE4
B IRP
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP

IE5
B IRP
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP

IE6
; B _RecFromPC
B IRP
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP

IE7
B IRP
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP

;
IE8
B IRP
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP

IE9
; MV B0,B20
; MV B1,B21
; MV B2,B22
; MV B3,B23
B IRP
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP

IE10
B IRP
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP

IE11
B IRP
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP

IE12
B IRP
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP

IE13
B IRP
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP

IE14
B IRP
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP

IE15
B IRP
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP

fft.h文件

#ifndef _fft_h_
#define _fft_h_
struct compx /*定义一个复数结构*/
{
float real;
float imag;
}compx;
struct compx b1,b2,b3;
struct compx EE(struct compx b1,struct compx b2) /*定义复数相乘结构*/
{
struct compx b3;
b3.real=b1.real*b2.real-b1.imag*b2.imag;
b3.imag=b1.real*b2.imag+b1.imag*b2.real;
return(b3);
}
#endif

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