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一种基于大点数FFT电路的频谱获取方法


技术摘要:
本发明公开了一种基于大点数FFT电路的频谱获取方法,离散周期信号经过奇偶分为两路信号,通过FFT电路并得到相应的结果,对FFT电路输出的结果进行一系列的分路、延迟、实部虚部转换、复数乘法以及加减法操作,最终得出该周期信号的频谱图;本发明对离散周期信号进行分路  全部
背景技术:
离散傅里叶变换(DFT)是数字信号处理中非常有用的一种变换,它是频域也离散 化的一种傅里叶变换。在时域与频域均离散化的情况下,极大的方便了计算机对时、频两个 域的计算。由于直接计算DFT变换的计算复杂度太高,消耗资源较多,所以通常选择使用计 算复杂度较低的快速傅里叶变换。 快速傅里叶变换(FFT)相对DFT算法在很大程度上优化了信号处理时的计算复杂 度,但在实际的工程上,仍存在资源消耗太大的问题,比如在某些实际电路中,输入的实部 与虚部的复数乘法均消耗了资源,然而自然界中只存在实数信号,故虚部的乘法资源被无 故浪费。 目前采样率的不断提升,数据传输速率也在不断加快,处理器往往不能满足实时 计算的需求,并且由于硬件存储器端口吞吐率的限制,大多数FFT计算都采取了串行处理的 方法,在处理大点数FFT运算时,由于计算量的增加,所需要的总周期数大幅度增加,在处理 器时钟频率有限条件下,不适合大吞吐量架构的设计。
技术实现要素:
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种基于大点数FFT电路的频谱获 取方法,依据快速傅里叶变换的规则,实现N点数的快速傅里叶变换,进而获取输入信号的 频谱。 为实现上述发明目的,本发明一种基于大点数FFT电路的频谱获取方法,其特征在 于,包括以下步骤: (1)、将离散周期信号为:x(n)=x(n rN)输入至大点数FFT电路,其中,N为离散周 期信号的周期长度,N=2L,L为正整数;r为任意整数;n为非负整数,且n小于N; (2)、对x(n)进行奇偶分解 将x (n)通过异步FIF O,将其分解为x (2m)与x (2m 1)两路信号,其中, (3)、将已经分解的x(2m)与x(2m 1)以y(m)=x(2m) jx(2m 1)的格式进行N/2点的 FFT变换,并输出相应频谱值Y(k), (4)、将频谱值Y(k)分为两路,一路在前N/2个时钟周期内将Y(k)送入RAM,并且在 后N/2个时钟周期内通过对RAM寻址,取出Y(N/2-k),并对其求共轭得到Y*(N/2-k);另一路 直接送入相应的延时器,通过延时器对Y(k)进行延时处理,使延时后的Y(k) *delay与Y (N/2- 3 CN 111597498 A 说 明 书 2/5 页 k)对齐; (5)、将Y(k)delay与Y*(N/2-k)送入加法器,加法器的输出值除2,从而得到X(k)even; 同时将Y(k) *delay与Y (N/2-k)送入减法器,减法器的输出值除2,再将其结果的虚部 与实部互换,然后求共轭得到X(k)odd; (6)、计算x(n)的频谱 (6.1)、将X(k)odd与旋转因子 相乘,输出 同时通过计数器确定X(k)odd与 相乘的延时; (6 .2)、将X(k) od d按照步骤(6 .1)确定的延迟进行延时处理,使延时后的X (k)even_delay与 对齐; (6.3)、将对齐后的X(k)even_delay与 的对应点相加,得到前 点x(n)频谱X (k); 将对齐后的X(k) e v e n _ d e l a y与 的对应点相减,得到后 点x(n)频谱 (6.4)、将X(k)和 进行合并,得到x(n)的频谱。 本发明的发明目的是这样实现的: 本发明一种基于大点数FFT电路的频谱获取方法,离散周期信号经过奇偶分为两 路信号,通过FFT电路并得到相应的结果,对FFT电路输出的结果进行一系列的分路、延迟、 实部虚部转换、复数乘法以及加减法操作,最终得出该周期信号的频谱图;本发明对离散周 期信号进行分路处理,极大的降低了数字电路对于时钟的要求,同时有效的减少了FFT变换 对于资源的需求,在实际工程应用中对于资源与时序紧凑的场合有着极大的优势。 同时,本发明一种基于大点数FFT电路的频谱获取方法还具有以下有益效果: (1)、本发明有效的将串行信号有效变为奇偶两路并行,减少数字电路FFT模块相 应的时序压力; (2)、本发明与现有FFT算法消耗资源相比,减少了资源消耗,更加适用于数字电路 4 CN 111597498 A 说 明 书 3/5 页 资源与时序相对紧张的场合。 附图说明 图1是本发明一种基于大点数FFT电路的频谱获取方法流程图; 图2是通过本发明实现1024点FFT的结果图; 图3是利用matlab直接实现1024点FFT的结果图。
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