正弦函數及其FFT變換(二)

        FFT變換,其實就是快速離散傅里葉變換,傅立葉變換是數字信號處理領域一種很重要的算法。要知道傅立葉變換算法的意義,首先要了解傅立葉原理的意義。傅立葉原理表明:任何連續測量的時序或信號,都可以表示爲不同頻率的正弦波信號的無限疊加。而根據該原理創立的傅立葉變換算法利用直接測量到的原始信號,以累加方式來計算該信號中不同正弦波信號的頻率、振幅和相位。

        和傅立葉變換算法對應的是反傅立葉變換算法。該反變換從本質上說也是一種累加處理,這樣就可以將單獨改變的正弦波信號轉換成一個信號。因此,可以說,傅立葉變換將原來難以處理的時域信號轉換成了易於分析的頻域信號(信號的頻譜),可以利用一些工具對這些頻域信號進行處理、加工。最後還可以利用傅立葉反變換將這些頻域信號轉換成時域信號。

        一個模擬信號,經過ADC採樣之後,就變成了數字信號。 採樣得到的數字信號,就可以做FFT變換了。N個採樣點,經過FFT之後,就可以得到N個點的FFT結果。爲了方便進行FFT運算,通常N取2的整數次方。
        假設採樣頻率爲Fs,信號頻率F,採樣點數爲N。那麼FFT之後結果就是一個爲N點的複數。每一個點就對應着一個頻率點。這個點的模值,就是該頻率值下的幅度特性。具體跟原始信號的幅度有什麼關係呢?假設原始信號的峯值爲A,那麼FFT的結果的每個點(除了第一個點直流分量之外)的模值就是A的N/2倍。而第一個點就是直流分量,它的模值就是直流分量的N倍。而每個點的相位呢,就是在該頻率下的信號的相位。第一個點表示直流分量(即0Hz),而最後一個點N的再下一個點(實際上這個點是不存在的,這裏是假設的第N+1個點,也可以看做是將第一個點分做兩半分,另一半移到最後)則表示採樣頻率Fs,這中間被N-1個點平均分成N等份,每個點的頻率依次增加。由此可見,FFT頻譜圖中所能達到的分辨率爲爲Fs/N,即某點n所表示的頻率爲:Fn=(n-1)*Fs/N。如果採樣頻率Fs爲1024Hz,採樣點數爲1024點,則可以分辨到1Hz。

        假設FFT之後某點n用複數a+bi表

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