快速傅利葉變換使用方法

2021-06-16 10:14:04 字數 1753 閱讀 5263

1. 取樣頻率決定-頻譜圖最大頻率值

2. 取樣點數決定-頻譜圖最小細分頻率間隔大小,即頻率解析度

3. 函式fft返回值的資料結構具有對稱性,通常我們只使用前半部分的結果,即小於取樣頻率一半的結果 4.

做fft分析時,幅值大小與fft選擇的點數有關,但不影響分析結果。在ifft時已經做了處理。要得到真實的振幅值的大小

<1>直流分量幅值: fft轉換後第乙個點的(模值/n)

<2>交流分量幅值:fft轉換後其他點的(2*模值/n)

5.取樣頻率要大於訊號頻率的兩倍

尤拉公式: e^iθ=cosθ+isinθ

現在就根據實際經驗來說說fft結果的具體物理意義。乙個模擬訊號,經過adc取樣之後,就變成了數碼訊號。取樣定理告訴我們,取樣頻率要大於訊號頻率的兩倍,這些我就不在此囉嗦了。

取樣得到的數碼訊號,就可以做fft變換了。n個取樣點,經過fft之後,就可以得到n個點的fft結果。為了方便進行fft運算,通常n取2的整數次方。

假設取樣頻率為fs,訊號頻率f,取樣點數為n。那麼fft之後結果就是乙個為n點的複數。每乙個點就對應著乙個頻率點。這個點的模值,就是該頻率值下的幅度特性。具體跟原始訊號的幅度有什麼關係呢?假設原始訊號的峰值為a,那麼

fft的結果的每個點(除了第乙個點直流分量之外)的模值就是a的n/2倍。而第乙個點就是直流分量,它的模值就是直流分量的n倍。而每個點的相位呢,就是在該頻率下的訊號的相位。第乙個點表示直流分量(即0hz),而最後乙個點n的再下乙個點(實際上這個點是不存在的,這裡是假設的第n+1個點,也可以看做是將第乙個點分做兩半分,另一半移到最後)則表示取樣頻率fs,這中間被n-1個點平均分成n等份,每個點的頻率依次增加。例如某點n所表示的頻率為:fn=(n-1)*fs/n。由上面的公式可以看出,fn所能分辨到頻率為為fs/n,如果取樣頻率fs為1024hz,取樣點數為1024點,則可以分辨到1hz。1024hz的取樣率取樣1024點,剛好是1秒,也就是說,取樣1秒時間的訊號並做fft,則結果可以分析到1hz,如果取樣2秒時間的訊號並做fft,則結果可以分析到0.5hz。如果要提高頻率分辨力,則必須增加取樣點數,也即取樣時間。頻率解析度和取樣時間是倒數關係。

假設fft之後某點n用複數a+bi表示,那麼這個複數的模就是an=根號a*a+b*b,相位就是pn=atan2(b,a)。根據以上的結果,就可以計算出n點(n≠1,且n<=n/2)對應的訊號的表示式為:an/(n/2)*cos(2*pi*fn*t+pn),即2*an/n*cos(2*pi*fn*t+pn)。對於n=1點的訊號,是直流分量,幅度即為a1/n。由於fft結果的對稱性,通常我們只使用前半部分的結果,即小於取樣頻率一半的結果。

clf;

fs=100;n=128;   %取樣頻率和資料點數

n=0:n-1;t=n/fs;   %時間序列

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

y=fft(x,n);    %對訊號進行快速fourier變換

mag=abs(y)*2/n;     %求得fourier變換後的振幅

f=n*fs/n;    %頻率序列

plot(f(1:n/2),mag(1:n/2)); %繪出nyquist頻率之前隨頻率變化的振幅

xlabel('頻率/hz');

ylabel('振幅');title('n=128');grid on;

傅利葉變換與快速傅利葉變換

作為電子資訊專業的學生老說,這個不知道,或者理解不清楚,是十分不應該的,作為乙個學渣,有時候確實是理解不清楚的 1 首先離散傅利葉變換目的 簡單點說 就是將乙個訊號從時域變換到頻域 標準點說 將以時間為自變數的訊號 與 頻率為自變數的頻譜函式之間的某種關係變換 數學描述 對於 n點序列 其中自然對數...

快速傅利葉變換

學習快速傅利葉變化是量子計算中的基礎,查了很多資料,以下鏈結可以作為參考 本部落格部分知識學習於 最後這個裡面有解釋蝴蝶效應是怎麼來的!實用數字訊號處理 dft 離散傅利葉變換 o n2 計算多項式乘法 fft 快速傅利葉變換 o n log n 計算多項式乘法 fntt ntt 快速傅利葉變換的優...

快速傅利葉變換

傅利葉變換 fft fast fourier transformation 是離散傅氏變換 dft 的快速演算法。即為快速傅氏變換。它是根據離散傅氏變換的奇 偶 虛 實等特性,對離散傅利葉變換的演算法進行改進獲得的。採用這種演算法能使計算機計算離散傅利葉變換所需要的乘法次數大為減少,特別是被變換的抽...