《(快速傅里叶变换)C语言程序.27170.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《(快速傅里叶变换)C语言程序.27170.pdf（12页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
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 3.1415926535897932384626
2、433832795028841971 /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
3、 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 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
4、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=nv2;/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 0 k=k/2;/k/2，比较次高位，依次类推，逐个比较，直到某个位为 0 j=j+k;/把 0 改为 1 int 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+
5、)/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）N le=2(m-1);/le 蝶形结距离，即第 m 级蝶形的蝶形结相距 le 点 lei=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 1 u.imag=0.0;w.real=cos(PI/lei);/w 为系数商，即当前系数与前一个系数的商 w.imag=-sin(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
6、ip=i+lei;/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;for(i=0;iFFT_N;i+)/给结构体赋值 si.real=
7、sin(2*3.141592653589793*i/FFT_N);/实部为正弦波 FFT_N 点采样，赋值为 1 si.imag=0;/虚部为 0 FFT(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);#include#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
8、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
9、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 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
10、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 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
11、i;for(i=0;i=0&n=FFT_N/2&n2*PI)pi2-=2*PI;a=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,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;inm
12、1;i+)if(ij)/如果 ij,即进行变址 t=xinj;xinj=xini;xini=t;k=nv2;/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 0 k=k/2;/k/2，比较次高位，依次类推，逐个比较，直到某个位为 0 j=j+k;/把 0 改为 1 int 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
13、=log（2）N le=2(m-1);/le 蝶形结距离，即第 m 级蝶形的蝶形结相距 le 点 lei=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 1 u.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
14、;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;/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()
15、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 1 si.imag=0;/虚部为 0 FFT(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);#include#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
16、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.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
17、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 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
18、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 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)
19、;/*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=0&nFFT_N/4&n=FFT_N/2&n=3*FFT_N/4&n2*PI)pi2-=2*PI;a=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
20、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=nv2;/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 0 k=k/2;/k/2，比较次高位，依次类推，逐个比较，直
21、到某个位为 0 j=j+k;/把 0 改为 1 int 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）N le=2(m-1);/le 蝶形结距离，即第 m 级蝶形的蝶形结相距 le 点 lei=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 1 u.imag=0.0;/w.real=cos(PI/lei);/不适用查表
22、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;/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.ima
23、g-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 1 si.imag=0;/虚部为 0 FFT(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);