dsp.FFT

离散傅里叶变换

在第页中展开全部

描述

这个dsp.FFT系统对象™ 使用快速傅里叶变换（FFT）计算输入的离散傅里叶变换（DFT）。根据输入的复杂性以及输出是线性顺序还是位反转顺序，对象使用以下一种或多种快速傅里叶变换（FFT）算法：

双信号算法
半长算法
基2时间抽取（DIT）算法
基2频率抽取（DIF）算法
从FFTW中选择的一种算法[1],[2]

要计算输入的DFT，请执行以下操作：

创建dsp.FFT对象并设置其属性。
使用参数调用对象，就像调用函数一样。

要了解有关系统对象如何工作的更多信息，请参见什么是系统对象？（MATLAB）。

创造

语法

ft=dsp.FFT

ft=dsp.FFT（名称、值）

描述

英尺=dsp.FFT返回一个快速傅里叶变换对象英尺，计算N-D数组。对于列向量或多维数组快速傅里叶变换对象沿第一维计算DFT。如果输入是行向量，则快速傅里叶变换对象计算一行单样本DFT并发出警告。

实例

英尺=dsp.FFT(名称、值)返回一个快速傅里叶变换对象，并将每个指定属性设置为指定值。将每个属性名称用单引号括起来。未指定的属性具有默认值。

性质

全部展开

除非另有说明，否则属性为不能，这意味着您不能在调用对象后更改其值。对象在调用时锁定，并且释放函数将解锁它们。

如果一个属性是可调，您可以随时更改其值。

有关更改特性值的详细信息，请参见基于系统对象的MATLAB系统设计（MATLAB）。

`FFT实施`—FFT实现
`汽车`（默认）|`基2`|`FFTW`

将用于FFT的实现指定为以下之一：汽车,基2或FFTW。当您将此属性设置为基2，FFT长度必须是2的幂。

`位反转输出`—输出元素相对于输入元素的顺序
`错误的`（默认）|`符合事实的`

指定输出通道元素相对于输入元素顺序的顺序。将此属性设置为符合事实的以位反转顺序输出频率索引。默认值为错误的，对应于频率指数的线性顺序。

`规范化`—将蝶形输出除以2
`错误的`（默认）|`符合事实的`

将此属性设置为符合事实的如果FFT的输出应除以FFT长度。当您希望FFT的输出保持在与其输入相同的振幅范围内时，此选项非常有用。这在处理定点数据类型时特别有用。

此属性的默认值为错误的没有缩放。

`FFT光源`—FFT长度的来源
`汽车`（默认）|`所有物`

指定如何根据需要确定FFT长度汽车或所有物。当您将此属性设置为汽车，FFT长度等于输入信号的行数。

`FFT长度`—FFT长度
`64`（默认）|整数

FFT长度，指定为大于或等于2的整数。

如果以下任何条件适用，则该属性必须是二的幂：

输入为定点数据类型。
这个位反转输出财产是符合事实的.
这个FFT实施财产是基2.

依赖关系

此属性在设置FFT光源财产所有物.

数据类型：仅有一个的|双重的|int8|int16|int32|int64|uint8|uint16|uint32|uint64

`包装纸`—换行或截断输入的布尔值
`符合事实的`（默认）|`错误的`

当FFT长度小于输入长度时，包装输入数据。如果此属性设置为true，则在给定FFT长度小于输入长度的情况下，模长数据包装在FFT操作之前发生。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。

不动点性质

`圆整法`—定点运算的舍入法
`地板`（默认）|`天花板`|`会聚性的`|`最近的`|`圆形的`|`简单的`|`零`

指定舍入方法。

`溢流作用`—定点操作的溢出操作
`包`（默认）|`使湿透`

将溢出操作指定为包或使湿透.

`SineTableDataType`—正弦表字和分数长度
`与输入相同的字长`（默认）|`风俗`

将正弦表数据类型指定为与输入相同的字长或风俗.

`CustomSineTableDataType`—正弦表字和分数长度
`数字类型（[]，16）`（默认）|数字类型

将正弦表定点类型指定为无标度数字类型用签名属于汽车.

依赖关系

此属性在设置SineTableDataType财产风俗.

`ProductDataType`—乘积字和分数长度
`全精度`（默认）|`与输入相同`|`风俗`

将产品数据类型指定为全精度,与输入相同或风俗.

`CustomProductDataType`—乘积字和分数长度
`数字类型（[]，32,30）`（默认）|数字类型

将产品定点类型指定为缩放类型数字类型用签名属于汽车.

依赖关系

此属性在设置ProductDataType财产风俗.

`累加器数据类型`—累加器字长和分数长度
`全精度`（默认）|`与输入相同`|`与产品相同`|`风俗`

将累加器数据类型指定为全精度,与输入相同,与产品相同或风俗.

`CustomAccumeratorDataType`—累加器字长和分数长度
`数字类型（[]，32,30）`（默认）|数字类型

将累加器定点类型指定为缩放类型数字类型用签名属于汽车.

依赖关系

此属性在设置累加器数据类型财产风俗.

`OutputDataType`—输出字和分数长度
`全精度`（默认）|`与输入相同`|`风俗`

将输出数据类型指定为以下类型之一：全精度,与输入相同,风俗.

`CustomOutputDataType`—输出字和分数长度
`数字类型（[]，16,15）`（默认）|数字类型

将输出定点类型指定为缩放类型数字类型用签名属于汽车.

依赖关系

此属性在设置OutputDataType财产风俗.

用法

语法

y=英尺（x）

描述

实例

Y=英尺(x)计算DFT，Y，输入的x沿着第一维度x.

输入参数

全部展开

`x`—时域输入信号
矢量|矩阵|N-D阵列

时域输入信号，指定为向量、矩阵或N-D数组。

当FFT光源属性设置为“自动”，长度为x沿第一个维度必须是2的正整数幂。该长度也是FFT长度。当FFT光源财产是“财产”，在中指定的值FFT长度属性必须是2的正整数幂。

仅当万博1manbetxFFT光源属性设置为“自动”.

数据类型：仅有一个的|双重的|int8|int16|int32|int64|uint8|uint16|uint32|uint64|fi
复数支持：万博1manbetx对

输出参数

全部展开

`Y`-输入信号的离散傅里叶变换
向量矩阵|N-D阵列

输入信号的离散傅里叶变换，作为向量、矩阵或N-D数组。什么时候FFT光源属性设置为“自动”，FFT长度与输入信号中的行数相同。当FFT光源属性设置为“财产”，FFT长度通过FFT长度所有物

要支持万博1manbetx具有可变大小数据的两个变换长度的非幂，请设置FFT实施财产“FFTW”.

数据类型：仅有一个的|双重的|int8|int16|int32|int64|uint8|uint16|uint32|uint64|fi
复数支持：万博1manbetx对

目标函数

要使用对象函数，请将系统对象指定为第一个输入参数。例如，释放名为的系统对象的系统资源obj，请使用以下语法：

释放（obj）

全部展开

对所有系统对象通用

`步`	跑系统对象算法
`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`	重置的内部状态系统对象

例子

全部崩溃

信号单边幅度谱

打开实时脚本

在加性噪声中查找信号的频率分量。

笔记：此示例仅在R2016b或更高版本中运行。如果您使用的是早期版本，请使用等效的步例如，myObject（x）变成步骤（myObject，x）。

Fs=800；L=1000；t=（0:L-1）’/Fs；x=sin（2*pi*250*t）+0.75*cos（2*pi*340*t）；y=x+.5*randn（尺寸（x））；%噪声信号ft=dsp.FFT(“FFTLengthSource”,“财产”,...“FFTLength”,1024); Y=英尺（Y）；

绘制单侧振幅谱

图（Fs/2*linspace（0,1512），2*abs（Y（1:512）/1024））标题(“噪声信号y（t）的单边振幅谱”)xlabel(‘频率（Hz）’)；伊莱贝尔(| Y（f）|)

使用高能FFT系数构造正弦信号

打开实时脚本

计算带噪正弦输入信号的FFT。信号能量存储为FFT系数的幅值平方。确定占信号能量99.99%的FFT系数，并利用这些系数的IFFT重构时域信号。将重构信号与原始信号进行比较。

笔记:如果您使用的是R2016a或早期版本，请将对对象的每个调用替换为等效的调用步语法。例如obj（x）变成步骤（obj（x））.

考虑时域信号 $x [N]$ ，它是在有限的时间间隔内定义的 $0 \leq N \leq N - 1.$ .信号的能量 $x [N]$ 由以下方程式得出：

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

FFT系数， $X [K]$ ，被视为频域中的信号值。信号的能量 $x [N]$ 因此，频域中为FFT系数幅度的平方和：

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

根据帕塞瓦尔定理，信号在时域或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

初始化正弦波系统对象生成以44.1 kHz采样且频率为1000 Hz的正弦波。构造一个dsp.FFT和dsp.IFFT对象来计算输入信号的FFT和IFFT。

这个“FFTLengthSource”每个变换对象的属性都设置为“自动”。因此，FFT长度被视为输入帧大小。本例中的输入帧大小为1020，不是2的幂，因此选择“FFT实施”像“FFTW”.

L=1020；Sineobject=dsp.SineWave(“样品性能框架”L“相位偏移”,10,...“采样器”,44100,“频率”,1000); ft=dsp.FFT(“FFT实施”,“FFTW”)；ift=dsp.IFFT(“FFT实施”,“FFTW”,“共轭对称输入”，对）；rng（1）；

流动

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

numIter=1000；对于Iter=1:numIter Sinewave1=Sineobject（）；Input=Sinewave1+0.01*randn（大小（Sinewave1））；FFTCoeff=ft（输入）；FFTCoeffMagSq=abs（FFTCoeff）。^2；ENERGYFREQ域=（1/L）*总和（FFTCoeffMagSq）；[FFTCoeffSorted，ind]=排序（（1/L）*FFTCoeffMagSq），1，“下降”)；cumfftcoffs=cumsum（fftceffsorded）；EnergyPercent=（cumfftcoffs/EnergyFreqDomain）*100；Vec=find（EnergyPercent>99.99）；fftceffsmodified=0（L，1）；fftceffsmodified（ind（1:Vec（1））=fftceff（ind（1:Vec（1））；rescronversignal=ift（fftceffsmodified）；终止

99.99%的信号能量可由以下公式给出的FFT系数数表示：Vec（1）:

Vec（1）

ans=296

使用这些系数可以有效地重建信号。如果将重建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，并且曲线图非常匹配。

最大值（绝对值（输入重构信号））

ans=0.0431

绘图（输入，'*'); 持有在…上；绘图（重建信号），“哦”); 持有关;

算法

此对象实现上描述的算法、输入和输出快速傅里叶变换块参考页。对象属性与块参数相对应。

工具书类

[1] FFTW(http://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记录，1998年第3卷，第1381-1384页。

扩展能力

C/C++代码生成
使用Matlab®编码器生成C和C++代码™.

使用说明和限制：

MATLAB代码生成中的系统对象（MATLAB编码器）。
当下列条件适用时，从该系统对象生成的可执行文件依赖于预构建的动态库文件(.dll文件）包含在MATLAB中^®:
- FFT实施设置为“FFTW”.
- FFT实施设置为“自动”,FFT光源设置为“财产”和FFT长度不是二的幂。
使用帕克恩戈函数将从此系统对象生成的代码和所有相关文件打包为压缩的zip文件。使用此zip文件，您可以在未安装MATLAB的其他开发环境中重新定位、解包和重建项目。有关更多详细信息，请参阅如何在MATLAB外部运行生成的可执行文件.
当FFT长度为2的幂时，可以从该系统对象生成独立的C和C++代码。

另见

物体

dsp.IFFT

dsp.FFT

描述

创造

语法

描述

性质

FFT实施—FFT实现汽车（默认）|基2|FFTW

位反转输出—输出元素相对于输入元素的顺序错误的（默认）|符合事实的

规范化—将蝶形输出除以2错误的（默认）|符合事实的

FFT光源—FFT长度的来源汽车（默认）|所有物

FFT长度—FFT长度64（默认）|整数

依赖关系

包装纸—换行或截断输入的布尔值符合事实的（默认）|错误的

不动点性质

圆整法—定点运算的舍入法地板（默认）|天花板|会聚性的|最近的|圆形的|简单的|零

溢流作用—定点操作的溢出操作包（默认）|使湿透

SineTableDataType—正弦表字和分数长度与输入相同的字长（默认）|风俗

CustomSineTableDataType—正弦表字和分数长度数字类型（[]，16）（默认）|数字类型

依赖关系

ProductDataType—乘积字和分数长度全精度（默认）|与输入相同|风俗

CustomProductDataType—乘积字和分数长度数字类型（[]，32,30）（默认）|数字类型

依赖关系

累加器数据类型—累加器字长和分数长度全精度（默认）|与输入相同|与产品相同|风俗

CustomAccumeratorDataType—累加器字长和分数长度数字类型（[]，32,30）（默认）|数字类型

依赖关系

OutputDataType—输出字和分数长度全精度（默认）|与输入相同|风俗

CustomOutputDataType—输出字和分数长度数字类型（[]，16,15）（默认）|数字类型

依赖关系

用法

语法

描述

输入参数

x—时域输入信号矢量|矩阵|N-D阵列

输出参数

Y-输入信号的离散傅里叶变换向量矩阵|N-D阵列

目标函数

对所有系统对象通用

例子

信号单边幅度谱

使用高能FFT系数构造正弦信号

算法

工具书类

扩展能力

C/C++代码生成使用Matlab®编码器生成C和C++代码™.

另见

物体

2012年推出

DSP系统工具箱文档

万博1manbetx

MATLAB中高效的多速率信号处理

`FFT实施`—FFT实现
`汽车`（默认）|`基2`|`FFTW`

`位反转输出`—输出元素相对于输入元素的顺序
`错误的`（默认）|`符合事实的`

`规范化`—将蝶形输出除以2
`错误的`（默认）|`符合事实的`

`FFT光源`—FFT长度的来源
`汽车`（默认）|`所有物`

`FFT长度`—FFT长度
`64`（默认）|整数

`包装纸`—换行或截断输入的布尔值
`符合事实的`（默认）|`错误的`

`圆整法`—定点运算的舍入法
`地板`（默认）|`天花板`|`会聚性的`|`最近的`|`圆形的`|`简单的`|`零`

`溢流作用`—定点操作的溢出操作
`包`（默认）|`使湿透`

`SineTableDataType`—正弦表字和分数长度
`与输入相同的字长`（默认）|`风俗`

`CustomSineTableDataType`—正弦表字和分数长度
`数字类型（[]，16）`（默认）|数字类型

`ProductDataType`—乘积字和分数长度
`全精度`（默认）|`与输入相同`|`风俗`

`CustomProductDataType`—乘积字和分数长度
`数字类型（[]，32,30）`（默认）|数字类型

`累加器数据类型`—累加器字长和分数长度
`全精度`（默认）|`与输入相同`|`与产品相同`|`风俗`

`CustomAccumeratorDataType`—累加器字长和分数长度
`数字类型（[]，32,30）`（默认）|数字类型

`OutputDataType`—输出字和分数长度
`全精度`（默认）|`与输入相同`|`风俗`

`CustomOutputDataType`—输出字和分数长度
`数字类型（[]，16,15）`（默认）|数字类型

`x`—时域输入信号
矢量|矩阵|N-D阵列

`Y`-输入信号的离散傅里叶变换
向量矩阵|N-D阵列

C/C++代码生成
使用Matlab®编码器生成C和C++代码™.