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(快速傅里叶变换)C语言程序.doc

上传人:精品资料 文档编号:8550197 上传时间:2019-07-02 格式:DOC 页数:13 大小:63.50KB
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1、#include #include /*快速傅立叶变换 C 函数函数简介:此函数是通用的快速傅里叶变换 C 语言函数,移植性强,以下部分不依赖硬件。此函数采用联合体的形式表示一个复数,输入为自然顺序的复数(输入实数是可令复数虚部为 0) ,输出为经过 FFT 变换的自然顺序的复数使用说明:使用此函数只需更改宏定义 FFT_N 的值即可实现点数的改变,FFT_N应该为 2 的 N 次方,不满足此条件时应在后面补 0函数调用:FFT(s);时 间:2010-2-20版 本:Ver1.0参考文献: */#include#define PI 3.1415926535897932384626433832

2、795028841971 /定义圆周率值#define FFT_N 128 /定义傅立叶变换的点数struct compx float real,imag; /定义一个复数结构struct compx sFFT_N; /FFT 输入和输出:从 S1开始存放,根据大小自己定义/*函数原型:struct compx EE(struct compx b1,struct compx b2) 函数功能:对两个复数进行乘法运算输入参数:两个以联合体定义的复数 a,b输出参数:a 和 b 的乘积,以联合体的形式输出*/struct compx EE(struct compx a,struct compx b

3、)struct compx c;c.real=a.real*b.real-a.imag*b.imag;c.imag=a.real*b.imag+a.imag*b.real;return(c);/*函数原型:void FFT(struct compx *xin,int N)函数功能:对输入的复数组进行快速傅里叶变换(FFT)输入参数:*xin 复数结构体组的首地址指针, struct 型*/void FFT(struct compx *xin)int f,m,nv2,nm1,i,k,l,j=0;struct compx u,w,t;nv2=FFT_N/2; /变址运算,即把自然顺序变成倒位序,采

4、用雷德算法nm1=FFT_N-1; for(i=0;i#include /*快速傅立叶变换 C 程序包函数简介:此程序包是通用的快速傅里叶变换 C 语言函数,移植性强,以下部分不依赖硬件。此程序包采用联合体的形式表示一个复数,输入为自然顺序的复数(输入实数是可令复数虚部为 0) ,输出为经过 FFT 变换的自然顺序的复数.此程序包可在初始化时调用 create_sin_tab()函数创建正弦函数表,以后的可采用查表法计算耗时较多的 sin 和 cos 运算,加快可计算速度使用说明:使用此函数只需更改宏定义 FFT_N 的值即可实现点数的改变,FFT_N应该为 2 的 N 次方,不满足此条件时应

5、在后面补 0。若使用查表法计算 sin 值和cos 值,应在调用 FFT 函数前调用 create_sin_tab()函数创建正弦表函数调用:FFT(s);时 间:2010-2-20版 本:Ver1.1参考文献: */#include#define FFT_N 128 /定义傅立叶变换的点数#define PI 3.1415926535897932384626433832795028841971 /定义圆周率值struct compx float real,imag; /定义一个复数结构struct compx sFFT_N; /FFT 输入和输出:从 S0开始存放,根据大小自己定义float

6、 SIN_TABFFT_N/2; /定义正弦表的存放空间/*函数原型:struct compx EE(struct compx b1,struct compx b2) 函数功能:对两个复数进行乘法运算输入参数:两个以联合体定义的复数 a,b输出参数:a 和 b 的乘积,以联合体的形式输出*/struct compx EE(struct compx a,struct compx b) struct compx c;c.real=a.real*b.real-a.imag*b.imag;c.imag=a.real*b.imag+a.imag*b.real;return(c);/*函数原型:void

7、create_sin_tab(float *sin_t)函数功能:创建一个正弦采样表,采样点数与傅立叶变换点数相同输入参数:*sin_t 存放正弦表的数组指针输出参数:无*/void create_sin_tab(float *sin_t) int i;for(i=0;i=0a=sin_tab(pi2);return a;/*函数原型:void FFT(struct compx *xin,int N)函数功能:对输入的复数组进行快速傅里叶变换(FFT)输入参数:*xin 复数结构体组的首地址指针, struct 型输出参数:无*/void FFT(struct compx *xin)int f

8、,m,nv2,nm1,i,k,l,j=0;struct compx u,w,t;nv2=FFT_N/2; /变址运算,即把自然顺序变成倒位序,采用雷德算法nm1=FFT_N-1; for(i=0;i#include /*快速傅立叶变换 C 程序包函数简介:此程序包是通用的快速傅里叶变换 C 语言函数,移植性强,以下部分不依赖硬件。此程序包采用联合体的形式表示一个复数,输入为自然顺序的复数(输入实数是可令复数虚部为 0) ,输出为经过 FFT 变换的自然顺序的复数.此程序包可在初始化时调用 create_sin_tab()函数创建正弦函数表,以后的可采用查表法计算耗时较多的 sin 和 cos

9、运算,加快可计算速度.与Ver1.1 版相比较, Ver1.2 版在创建正弦表时只建立了 1/4 个正弦波的采样值,相比之下节省了 FFT_N/4 个存储空间使用说明:使用此函数只需更改宏定义 FFT_N 的值即可实现点数的改变,FFT_N 的应该为 2 的 N 次方,不满足此条件时应在后面补 0。若使用查表法计算 sin 值和cos 值,应在调用 FFT 函数前调用 create_sin_tab()函数创建正弦表函数调用:FFT(s);时 间:2010-2-20版 本:Ver1.2参考文献: */#include#define FFT_N 128 /定义傅立叶变换的点数#define PI

10、3.1415926535897932384626433832795028841971 /定义圆周率值struct compx float real,imag; /定义一个复数结构struct compx sFFT_N; /FFT 输入和输出:从 S0开始存放,根据大小自己定义float SIN_TABFFT_N/4+1; /定义正弦表的存放空间/*函数原型:struct compx EE(struct compx b1,struct compx b2) 函数功能:对两个复数进行乘法运算输入参数:两个以联合体定义的复数 a,b输出参数:a 和 b 的乘积,以联合体的形式输出*/struct co

11、mpx EE(struct compx a,struct compx b) struct compx c;c.real=a.real*b.real-a.imag*b.imag;c.imag=a.real*b.imag+a.imag*b.real;return(c);/*函数原型:void create_sin_tab(float *sin_t)函数功能:创建一个正弦采样表,采样点数与傅立叶变换点数相同输入参数:*sin_t 存放正弦表的数组指针输出参数:无*/void create_sin_tab(float *sin_t) int i;for(i=0;i=0a=sin_tab(pi2);re

12、turn a;/*函数原型:void FFT(struct compx *xin,int N)函数功能:对输入的复数组进行快速傅里叶变换(FFT)输入参数:*xin 复数结构体组的首地址指针, struct 型输出参数:无*/void FFT(struct compx *xin)int f,m,nv2,nm1,i,k,l,j=0;struct compx u,w,t;nv2=FFT_N/2; /变址运算,即把自然顺序变成倒位序,采用雷德算法nm1=FFT_N-1; for(i=0;inm1;i+) if(ij) /如果 ij,即进行变址t=xinj; xinj=xini;xini=t;k=nv

13、2; /求 j 的下一个倒位序while(k=j) /如果 k=j,表示 j 的最高位为 1 j=j-k; /把最高位变成 0k=k/2; /k/2,比较次高位,依次类推,逐个比较,直到某个位为0j=j+k; /把 0 改为 1int le,lei,ip; /FFT 运算核,使用蝶形运算完成 FFT 运算f=FFT_N;for(l=1;(f=f/2)!=1;l+) /计算 l 的值,即计算蝶形级数;for(m=1;m=l;m+) / 控制蝶形结级数 /m 表示第 m 级蝶形,l 为蝶形级总数l=log(2)Nle=2(m-1); /le 蝶形结距离,即第 m 级蝶形的蝶形结相距 le 点lei

14、=le/2; /同一蝶形结中参加运算的两点的距离u.real=1.0; /u 为蝶形结运算系数,初始值为 1u.imag=0.0;/w.real=cos(PI/lei); /不适用查表法计算 sin 值和 cos 值/ w.imag=-sin(PI/lei);w.real=cos_tab(PI/lei); /w 为系数商,即当前系数与前一个系数的商w.imag=-sin_tab(PI/lei);for(j=0;j=lei-1;j+) /控制计算不同种蝶形结,即计算系数不同的蝶形结for(i=j;i=FFT_N-1;i=i+le) /控制同一蝶形结运算,即计算系数相同蝶形结ip=i+lei; /

15、i,ip 分别表示参加蝶形运算的两个节点t=EE(xinip,u); /蝶形运算,详见公式xinip.real=xini.real-t.real;xinip.imag=xini.imag-t.imag;xini.real=xini.real+t.real;xini.imag=xini.imag+t.imag;u=EE(u,w); /改变系数,进行下一个蝶形运算/*函数原型:void main() 函数功能:测试 FFT 变换,演示函数使用方法输入参数:无输出参数:无*/void main() int i;create_sin_tab(SIN_TAB);for(i=0;iFFT_N;i+) /给结构体赋值si.real=sin(2*3.141592653589793*i/FFT_N); /实部为正弦波 FFT_N 点采样,赋值为 1si.imag=0; /虚部为 0FFT(s); /进行快速傅立叶变换for(i=0;iFFT_N;i+) /求变换后结果的模值,存入复数的实部部分si.real=sqrt(si.real*si.real+si.imag*si.imag);while(1);

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