dsp。FFT

离散傅里叶变换

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描述

的dsp。FFT系统对象™使用快速傅立叶变换(FFT)计算输入的离散傅立叶变换(DFT)。该对象使用以下一个或多个快速傅立叶变换(FFT)算法，这取决于输入的复杂性以及输出是线性顺序还是位反转顺序:

着算法
半身的算法
基数-2实时抽取(DIT)算法
基数-2频率抽取(DIF)算法
从FFTW中选择的算法[1]，[２]

计算输入的DFT:

创建dsp。FFT对象并设置其属性。
调用带有参数的对象，就像调用函数一样。

要了解更多关于System对象如何工作的信息，请参见什么是系统对象?

创建

语法

英国《金融时报》= dsp。FFT

英尺= dsp.FFT(名称、值)

描述

英国《金融时报》= dsp。FFT返回一个FFT对象，计算实数或复数的离散傅里叶变换(DFT)N使用快速傅里叶变换(FFT)沿第一个维度输入-D数组。

例子

英国《金融时报》= dsp。FFT (名称,值）返回一个FFT对象，并将每个指定的属性设置为指定的值。将每个属性名用单引号括起来。未指定的属性有默认值。

属性

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除非另有说明，属性为nontunable，这意味着在调用对象后不能更改它们的值。对象在调用时锁定，而释放函数打开它们。

如果属性是可调，您可以随时更改其值。

有关更改属性值的更多信息，请参见在MATLAB中使用系统对象设计系统．

`FFTImplementation`- - - - - -FFT实现
`汽车`(默认)|`Radix-2`|`FFTW`

指定用于FFT的实现作为之一汽车，Radix-2,或FFTW．当您将此属性设置为Radix-2， FFT长度必须是2的幂。

`BitReversedOutput`- - - - - -输出元素相对于输入元素的顺序
`假`(默认)|`真正的`

指定输出通道元素的顺序相对于输入元素的顺序。将此属性设置为真正的按位反转顺序输出频率指数。默认值是假，对应于频率指数的线性排序。

`正常化`- - - - - -将蝴蝶的输出除以二
`假`(默认)|`真正的`

将此属性设置为真正的如果FFT的输出要除以FFT的长度。当你想要FFT的输出保持在与其输入相同的振幅范围时，这个选项是有用的。这在处理定点数据类型时特别有用。

该属性的默认值为假没有扩展。

`FFTLengthSource`- - - - - -FFT长度源
`汽车`(默认)|`财产`

指定如何确定FFT长度为汽车或财产．当您将此属性设置为汽车， FFT长度等于输入信号的行数。

`FFTLength`- - - - - -FFT长度
`64`(默认)|整数

FFT长度，指定为大于或等于2的整数。

如果适用以下任何条件，此属性必须为2的幂:

输入是一个定点数据类型。
的BitReversedOutput属性是真正的．
的FFTImplementation属性是Radix-2．

依赖关系

属性时应用此属性FFTLengthSource财产财产．

数据类型:单|双|int8|int16|int32|int64|uint8|uint16|uint32|uint64

`WrapInput`- - - - - -包装或截断输入的布尔值
`真正的`(默认)|`假`

当FFT长度小于输入长度时换行输入数据。如果该属性设置为true，则在FFT操作之前进行模块长度的数据包装，前提是FFT长度小于输入长度。如果此属性设置为false，则在FFT操作之前将输入数据截断为FFT长度。

定点属性

`RoundingMethod`- - - - - -定点运算的舍入方法
`地板上`(默认)|`天花板`|`收敛`|`最近的`|`轮`|`简单的`|`零`

指定舍入方法。

`OverflowAction`- - - - - -定点操作的溢出动作
`包装`(默认)|`饱和`

将溢出操作指定为包装或饱和．

`SineTableDataType`- - - - - -正弦表字和分数长度
`与输入字长度相同`(默认)|`自定义`

指定正弦表数据类型为与输入字长度相同或自定义．

`CustomSineTableDataType`- - - - - -正弦表字和分数长度
`numerictype ([], 16)`(默认)|numerictype

将正弦表定点类型指定为未缩放类型numerictype(定点设计师)对象与一个Signedness的汽车．

依赖关系

属性时应用此属性SineTableDataType财产自定义．

`ProductDataType`- - - - - -积字和分数长度
`完整的精度`(默认)|`同样作为输入`|`自定义`

指定产品数据类型为完整的精度，同样作为输入,或自定义．

`CustomProductDataType`- - - - - -积字和分数长度
`numerictype([], 32岁,30)`(默认)|numerictype

指定产品不动点类型作为缩放numerictype(定点设计师)对象与一个Signedness的汽车．

依赖关系

属性时应用此属性ProductDataType财产自定义．

`AccumulatorDataType`- - - - - -累加器字和分数长度
`完整的精度`(默认)|`同样作为输入`|`一样的产品`|`自定义`

将累加器数据类型指定为完整的精度，同样作为输入，一样的产品,或自定义．

`CustomAccumulatorDataType`- - - - - -累加器字和分数长度
`numerictype([], 32岁,30)`(默认)|numerictype

指定累加器定点类型为缩放numerictype(定点设计师)对象与一个Signedness的汽车．

依赖关系

属性时应用此属性AccumulatorDataType财产自定义．

`OutputDataType`- - - - - -输出字和分数长度
`完整的精度`(默认)|`同样作为输入`|`自定义`

将输出数据类型指定为完整的精度，同样作为输入，自定义．

`CustomOutputDataType`- - - - - -输出字和分数长度
`numerictype([], 16岁,15)`(默认)|numerictype

将输出定点类型指定为缩放类型numerictype(定点设计师)对象与一个Signedness的汽车．

依赖关系

属性时应用此属性OutputDataType财产自定义．

使用

语法

y =英尺(x)

描述

例子

y=英尺(x）计算DFT,y的输入x沿着的第一个维度x．

输入参数

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`x`- - - - - -时域输入信号
向量|矩阵|N- d数组

时域输入信号，指定为矢量、矩阵或N- d数组。

当FFTLengthSource属性设置为“汽车”的长度。x第一个维度必须是2的正整数次幂。这个长度也是FFT的长度。当FFTLengthSource属性是“属性”中指定的值FFTLength属性必须是2的正整数幂。

变量大小的输入信号仅在FFTLengthSource属性设置为“汽车”．

数据类型:单|双|int8|int16|int32|int64|uint8|uint16|uint32|uint64|fi
复数的支持:是的

输出参数

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`y`-输入信号的离散傅里叶变换
向量|矩阵|N- d数组

输入信号的离散傅里叶变换，以向量，矩阵或N- d数组。当FFTLengthSource属性设置为“汽车”， FFT长度与输入信号的行数相同。当FFTLengthSource属性设置为“属性”时，FFT长度通过FFTLength财产。

要支持具有可变大小数据的非二次方转换长度，请设置FFTImplementation财产“FFTW”．

数据类型:单|双|int8|int16|int32|int64|uint8|uint16|uint32|uint64|fi
复数的支持:是的

对象的功能

要使用对象函数，请将System对象指定为第一个输入参数。例如，释放名为obj，使用以下语法:

发行版(obj)

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通用于所有系统对象

`一步`	运行系统对象算法
`释放`	释放资源并允许更改系统对象属性值和输入特征
`重置`	的内部状态重置系统对象

例子

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信号单边振幅谱

打开生活的脚本

在加性噪声中求信号的频率分量。

请注意:本例仅在R2016b或更高版本中运行。如果您使用的是较早的版本，请将对函数的每次调用替换为等效函数一步语法。例如，myObject(x)变成step(myObject,x)。

Fs = 800;L = 1000;t = (0: l - 1) / Fs;X = sin(2* *250*t) + 0.75*cos(2* *340*t)Y = x + .5*randn(size(x));%噪声信号英国《金融时报》= dsp。FFT (“FFTLengthSource”，“属性”，.．.“FFTLength”, 1024);Y =英尺(Y);

绘制单边振幅谱

情节(Fs / 2 * linspace (0, 1512), 2 * abs (Y(1:512) / 1024))标题(“噪声信号y(t)单边振幅谱”)包含(的频率(赫兹)）;ylabel (“Y (f) | |”）

图中包含一个axes对象。标题为噪声信号y(t)单边振幅谱的轴对象中包含一个线型的对象。

利用高能FFT系数构造正弦信号

打开生活的脚本

计算一个有噪声的正弦输入信号的FFT。信号的能量存储为FFT系数的大小平方。确定占信号能量99.99%的FFT系数，对这些系数取IFFT重构时域信号。将重构信号与原始信号进行比较。

请注意：如果您使用的是R2016a或更早的版本，请将对对象的每次调用替换为等价的调用一步语法。例如,obj (x)就变成了步骤(obj (x))．

考虑一个时域信号 $x ［ n ］$ ，它是在有限时间区间内定义的 $0 \leq n \leq N - 1$ ．信号的能量 $x ［ n ］$ 由下式给出:

$E_{N} ＝ \sum_{n ＝ 0}^{N - 1} {| x ［ n ］ |}^{2}$

FFT系数, $X ［ k ］$ ，被认为是频域的信号值。信号的能量 $x ［ n ］$ 因此为FFT系数大小的平方和:

$E_{N} ＝ \frac{1}{N} \sum_{k ＝ 0}^{N - 1} {| X ［ k ］ |}^{2}$

根据Parseval定理，信号在时域和频域的总能量是相同的。

$E_{N} ＝ \sum_{n ＝ 0}^{N - 1} {| x ［ n ］ |}^{2} ＝ \frac{1}{N} \sum_{k ＝ 0}^{N - 1} {| X ［ k ］ |}^{2}$

初始化

初始化一个dsp。SineWave系统目标生成一个44.1 kHz采样的频率为1000 Hz的正弦波。构造一个dsp。FFT而且dsp。传输线对象，计算输入信号的FFT和IFFT。

的“FFTLengthSource”属性的值设置为“汽车”．FFT长度因此被认为是输入帧的大小。本例中的输入帧大小为1020，这不是2的幂，因此选择“FFTImplementation”作为“FFTW”．

L = 1020;Sineobject = dsp。SineWave (“SamplesPerFrame”L,.．.“PhaseOffset”10.．.“SampleRate”, 44100,.．.“频率”, 1000);英国《金融时报》= dsp。FFT (“FFTImplementation”，“FFTW”）;界面张力= dsp。传输线(“FFTImplementation”，“FFTW”，.．.“ConjugateSymmetricInput”,真正的);rng (1);

流媒体

流中的噪声输入信号。计算每帧的FFT并确定构成信号99.99%能量的系数。对这些系数进行IFFT重构时域信号。

numIter = 1000;为Iter = 1:numIter Sinewave1 = Sineobject();输入= Sinewave1 + 0.01*randn(size(Sinewave1));FFTCoeff =英尺(输入);FFTCoeffMagSq = abs (FFTCoeff) ^ 2;EnergyFreqDomain = (1 / L) *总和(FFTCoeffMagSq);[FFTCoeffSorted, ind] = sort(((1/L)*FFTCoeffMagSq)，.．.1，“下”）;CumFFTCoeffs = cumsum (FFTCoeffSorted);EnergyPercent = (CumFFTCoeffs / EnergyFreqDomain) * 100;Vec = find(EnergyPercent > 99.99);FFTCoeffsModified = 0 (L, 1);FFTCoeffsModified(印第安纳州(1:Vec (1))) = FFTCoeff(印第安纳州(1:Vec (1)));ReconstrSignal = ift (FFTCoeffsModified);结束

99.99%的信号能量可以用FFT系数的个数表示Vec (1)：

Vec (1)

ans = 296

利用这些系数可以有效地重构信号。如果您将重构信号的最后一帧与原始时域信号进行比较，您可以看到差异非常小，并且图非常匹配。

马克斯(abs (Input-ReconstrSignal))

ans = 0.0431

情节(输入,‘*’）;持有在；情节(ReconstrSignal“o”）;持有从；

图中包含一个axes对象。坐标轴对象包含两个line类型的对象。

算法

类中描述的算法、输入和输出FFT块引用页面。对象属性对应于块参数。

参考文献

[1] FFTW (https://www.fftw.org）

[2] Frigo, M.和S. G. Johnson，“FFTW: FFT的自适应软件体系结构”，声学、语音和信号处理国际会议论文集， 1998年第3卷，第1381-1384页。

扩展功能

C / c++代码生成
使用MATLAB®Coder™生成C和c++代码。

使用注意事项和限制:

MATLAB代码生成中的系统对象(MATLAB编码器)．
当应用以下条件时，从这个System对象生成的可执行文件依赖于预构建的动态库文件(. dllMATLAB中包含的文件^®：
- FFTImplementation被设置为“FFTW”．
- FFTImplementation被设置为“汽车”，FFTLengthSource被设置为“属性”,FFTLength不是2的幂。
使用packNGo函数将从这个System对象生成的代码和所有相关文件打包到一个压缩zip文件中。使用这个zip文件，您可以在另一个没有安装MATLAB的开发环境中重新定位、解包和重新构建您的项目。有关更多细节，请参见如何在MATLAB之外运行生成的可执行文件．
当FFT长度为2的幂时，您可以从这个System对象生成独立的C和c++代码。

dsp。FFT

描述

创建

语法

描述

属性

FFTImplementation- - - - - -FFT实现汽车(默认)|Radix-2|FFTW

BitReversedOutput- - - - - -输出元素相对于输入元素的顺序假(默认)|真正的

正常化- - - - - -将蝴蝶的输出除以二假(默认)|真正的

FFTLengthSource- - - - - -FFT长度源汽车(默认)|财产

FFTLength- - - - - -FFT长度64(默认)|整数

依赖关系

WrapInput- - - - - -包装或截断输入的布尔值真正的(默认)|假

定点属性

RoundingMethod- - - - - -定点运算的舍入方法地板上(默认)|天花板|收敛|最近的|轮|简单的|零

OverflowAction- - - - - -定点操作的溢出动作包装(默认)|饱和

SineTableDataType- - - - - -正弦表字和分数长度与输入字长度相同(默认)|自定义

CustomSineTableDataType- - - - - -正弦表字和分数长度numerictype ([], 16)(默认)|numerictype

依赖关系

ProductDataType- - - - - -积字和分数长度完整的精度(默认)|同样作为输入|自定义

CustomProductDataType- - - - - -积字和分数长度numerictype([], 32岁,30)(默认)|numerictype

依赖关系

AccumulatorDataType- - - - - -累加器字和分数长度完整的精度(默认)|同样作为输入|一样的产品|自定义

CustomAccumulatorDataType- - - - - -累加器字和分数长度numerictype([], 32岁,30)(默认)|numerictype

依赖关系

OutputDataType- - - - - -输出字和分数长度完整的精度(默认)|同样作为输入|自定义

CustomOutputDataType- - - - - -输出字和分数长度numerictype([], 16岁,15)(默认)|numerictype

依赖关系

使用

语法

描述

输入参数

x- - - - - -时域输入信号向量|矩阵|N- d数组

输出参数

y-输入信号的离散傅里叶变换向量|矩阵|N- d数组

对象的功能

通用于所有系统对象

例子

信号单边振幅谱

利用高能FFT系数构造正弦信号

算法

参考文献

扩展功能

C / c++代码生成使用MATLAB®Coder™生成C和c++代码。

版本历史

另请参阅

对象

`FFTImplementation`- - - - - -FFT实现
`汽车`(默认)|`Radix-2`|`FFTW`

`BitReversedOutput`- - - - - -输出元素相对于输入元素的顺序
`假`(默认)|`真正的`

`正常化`- - - - - -将蝴蝶的输出除以二
`假`(默认)|`真正的`

`FFTLengthSource`- - - - - -FFT长度源
`汽车`(默认)|`财产`

`FFTLength`- - - - - -FFT长度
`64`(默认)|整数

`WrapInput`- - - - - -包装或截断输入的布尔值
`真正的`(默认)|`假`

`RoundingMethod`- - - - - -定点运算的舍入方法
`地板上`(默认)|`天花板`|`收敛`|`最近的`|`轮`|`简单的`|`零`

`OverflowAction`- - - - - -定点操作的溢出动作
`包装`(默认)|`饱和`

`SineTableDataType`- - - - - -正弦表字和分数长度
`与输入字长度相同`(默认)|`自定义`

`CustomSineTableDataType`- - - - - -正弦表字和分数长度
`numerictype ([], 16)`(默认)|numerictype

`ProductDataType`- - - - - -积字和分数长度
`完整的精度`(默认)|`同样作为输入`|`自定义`

`CustomProductDataType`- - - - - -积字和分数长度
`numerictype([], 32岁,30)`(默认)|numerictype

`AccumulatorDataType`- - - - - -累加器字和分数长度
`完整的精度`(默认)|`同样作为输入`|`一样的产品`|`自定义`

`CustomAccumulatorDataType`- - - - - -累加器字和分数长度
`numerictype([], 32岁,30)`(默认)|numerictype

`OutputDataType`- - - - - -输出字和分数长度
`完整的精度`(默认)|`同样作为输入`|`自定义`

`CustomOutputDataType`- - - - - -输出字和分数长度
`numerictype([], 16岁,15)`(默认)|numerictype

`x`- - - - - -时域输入信号
向量|矩阵|N- d数组

`y`-输入信号的离散傅里叶变换
向量|矩阵|N- d数组

C / c++代码生成
使用MATLAB®Coder™生成C和c++代码。