C语言、Matlab实现FFT几种编程实例

C语言、MATLAB实现FFT几种方法

总结前人经验，仅供参考 ///一、

///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// ////////////////////////////////////////////////////////c语言程序////////////////////////////////////////////// /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// #include #include #include

#define PI 3.1415926535897932384626433832795028841971 //定义圆周率值 #define FFT_N 128 //定义福利叶变换的点数

struct compx {float real,imag;}; //定义一个复数结构 struct compx s[FFT_N]; //FFT输入和输出：从S[1]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 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位序，采用雷德算法 nm1=FFT_N-1;

for(i=0;i

if(i

t=xin[j]; xin[j]=xin[i]; xin[i]=t; }

k=nv2; while(k<=j) {

j=j-k; k=k/2; 某个位为0 }

j=j+k; }

{

int le,lei,ip; f=FFT_N;

for(l=1;(f=f/2)!=1;l++) ;

for(m=1;m<=l;m++) { le=2<<(m-1); lei=le/2; u.real=1.0; u.imag=0.0;

//如果i

//如果k<=j,表示j的最高位为1 //把最高位变成0

//k/2，比较次高位，依次类推，逐个比较，直到 //把0改为1 //FFT运算核，使用蝶形运算完成FFT运算 //计算l的值，即计算蝶形级数 // 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蝶形结距离，即第m级蝶形的蝶形结相距le点 //同一蝶形结中参加运算的两点的距离 //u为蝶形结运算系数，初始值为1 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 {

ip=i+lei; //i，ip分别表示参加蝶形运算的两个节点 t=EE(xin[ip],u); //蝶形运算，详见公式 xin[ip].real=xin[i].real-t.real; xin[ip].imag=xin[i].imag-t.imag; xin[i].real=xin[i].real+t.real; xin[i].imag=xin[i].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;i

s[i].real=sin(2*3.141592653589793*i/FFT_N); //实部为正弦波FFT_N点采样，赋值为1

s[i].imag=0; //虚部为0 }

FFT(s); //进行快速福利叶变换

for(i=0;i

while(1); } %////二、

%///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// %/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// %////////////////////////////////MATLAB仿真信号源的源程序::

Clear; Clc; t=O:O.01:3; yl=100*sin(pi/3*t); n=l;

for t=-O:O.01:10;

y2(1,n)=-61.1614*exp(-0.9*t); n=n+; end min(y2) y=[yl，y2]; figure(1);

plot(y); %funboxing(O.001+1/3) %////////////////////////

%/////////快速傅里叶变换matlab程序: %////////////////////////clc; clear; clf;

N=input('Node number') T=input('cai yang jian ge')

f=input('frenquency')

choise=input('add zero or not? 1/0 ')

n=0:T:(N-1)*T; %采样点 k=0:N-1; x=sin(2*pi*f*n); if choise==1

e=input('Input the number of zeros!') x=[x zeros(1,e)] N=N+e; else

end %加零 k=0:N-1; %给k重新赋值，因为有可能出现加零状况 bianzhi=bi2de(fliplr(de2bi(k,length(de2bi(N-1)))))+1;%利用库函数进行变址运算

for l=1:N

X(l)=x(bianzhi(l));%将采样后的值按照变址运算后的顺序放入X矩阵中 end d1=1;

for m=1:log2(N)

d2=d1; %做蝶形运算的两个数之间的距离 d1=d1*2; %同一级之下蝶形结之间的距离 W=1; %蝶形运算系数的初始值 dw=exp(-j*pi/d2); %蝶形运算系数的增加量 for t=1:d2 % for i=t:d1:N i1=i+d2;

if(i1>N)break; %判断是否超出范围 else p=X(i1)*W; X(i1)=X(i)-p;

X(i)=X(i)+p; %蝶形运算 end end

W=W*dw; %蝶形运算系数的变化 endend

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/bf5t.html