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《实验2-快速傅立叶变换实验》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、实验2、快速傅立叶变换(FFT)算法实验一、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的方法，了解可能出现的分析误差及其原因，以便在实验中正确FFTo二、实验设备计算机、DSP硬件仿真器、EXPII实验箱，音频线，音源(电脑音频播放)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DFTo2、FFT是DFT的一•种快速算法，将
2、DFT的N?步运算减少为(W/2)log?N步，极大的提高了运算的速度。3、W”称为蝶形因了式旋转因了，该旋转因了有变换规律。4、蝶形运算规律。四、FFT算法对于旋转因子Wn来说，有如下的对称性和周期性：对称性：C=-w^+N,2周期性：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DFToN点的DFT先分解为两个N/2点的DFT,每个N/2点的DFT乂分解为两个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DFTo一般而言，FET算法分为时间抽选(D
3、IT)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吋域里把输入序列依次按奇/偶一分为二分解成较短的序列；频率抽収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來计算。DIT和DIF两种FFT算法的区别是旋转因子出现的位置不同，DITFFT中旋转因子在输入端，D1FFFT小旋转因子在输出端，除此之外，两种算法是一样的。在本设计中实现的是基2的时间抽取FFT算法。时间抽収EFT是将N点输入序列按照偶数和奇数分解为偶序列和奇序列两个序列:偶序列：x(0),x(2),x(4),……,
4、x(N-2)奇序列：x(l),x(3),x(5),,x(N-l)因此，x(n)的N点FFT可表示为：N/2—1N/2-IX伙)=工兀(2力"2于+工兀(2斤+1)鸭严+以=Y伙)+W©Z伙)/1=071=0上式中,Y(k),Z(k)分别是一个N/2点的DFT。以同样方式进一步抽取,就可以得到N/4点的DET,重复这个抽取过程就可以使N点的DFT用一组2点的DFT来计算。在基数为2的FFT中，设N=2M,则总共冇M级运算，每级冇N/2个2点DFT蝶形运算，因此，N点FFT共有(N/2)log2N个蝶形运算。五、实验步骤与内容1、复习DF
5、T的定义、性质和用DFT作谱分析的冇关内容。2、复习FFT算法原理少编程思想，并对照DIT-FFT运算流程图和程序框图，了解本实验提供的FFT子程序。3、阅读本实验所捉供的样例子程序。4、运行CCS软件，对样例程序进行跟踪、分析结果、记录必要的参数。5、填写实验报告。A.实验前的准备1).用音频线连接“语音模块”音频输入端J14与音频源，K10按键弹起即仿真器选择连接左边的CPU：CPU1;2).调节音频输入R43调节旋钮至适当位置。3).“语音模块”的拨码开关位置如，S1:拨码开关S2:拨码开关码位备注10N,帧同步脉冲接通20N：
6、串口时钟接通码位备注1OFF:交流蜃输入2OFF:扬声器关闭4).检杳：计算机、DSP仿真器、实验箱是否正确连接位置。B.实验：启动CCS2.0,Project/Open打开"Algorithm"目录中"exp01_cpul”子目录下“ExpFFTAD50.ptj”工程文件,双击uExpFFTAD50.prj"及其“Source”可査看各源程序;加载“ExpFFTAD50・out”;在主程序中,在k++处设置断点;单击“Run”运行程序,程序将运行至断点处停止-1P>x
7、IExpFFTADSO.pjt9/ttocds54x/CPU_l
8、・C54X・CodeComposerStudk)・[ExpFFTAD5O・<]・申fdtyiewProtectQebugProHer車LOptionJoolsOgP/BIOSWindowtjelp▼
9、
10、Deby曰・••EndofFileIIExpFFTAD50・c?}(?炉?>
11、打开图形观察窗口：设置该观察图形窗口变量及参数；采用双综观察在起始地址分为为0x3000h和0x3080h,长度为128的单元中数值的变化，数值类型长度为16位有符号整型变量，这两段存储单元屮分别存放的是经A/D转换后的
