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发表于 2012-2-5 23:43:37
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here is fft.c:
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快速福利叶变换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的
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);
作 者：吉帅虎
时 间：2010-2-20
版 本：Ver1.0
参考文献：
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#include <math.h>
#include "fft.h"
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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
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compx EE(compx a, compx b) {
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
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void fft(compx *xin) {
int f,m,nv2,nm1,i,k,l,j=0;
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<nm1; i++) {
if(i<j) { //如果i<j,即进行变址
t=xin[j];
xin[j]=xin;
xin=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=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
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.real-t.real;
xin[ip].imag=xin.imag-t.imag;
xin.real=xin.real+t.real;
xin.imag=xin.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
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/*
int main(void) {
int i;
//generate the data
for(i=0; i<FFT_N; i++) { //给结构体赋值
s.real = 1.0+ \
2.0*cos(2*PI*1*(3.6/360+1.0*i/FFT_N))+ \
3.0*cos(2*PI*4*(1.8/360+1.0*i/FFT_N))+ \
4.0*cos(2*PI*6*(1.8/360+1.0*i/FFT_N))+ \
1.0e-1*rand()/RAND_MAX; //实部为正弦波FFT_N点采样，赋值为1
s.imag=0; //虚部为0
}
//print out the time-domain data
printf("time-domain data...\n");
for (i=0; i<FFT_N; i++)
printf("i=%4d, real = %10.7f, imag = %10.7f, amp= %10.7f\n", i, s.real, s.imag, sqrt(s.real*s.real + s.imag*s.imag));
//perform fft
fft(s); //进行快速福利叶变换
//printf the fft data
printf("post-FFT data...\n");
for (i=0; i<FFT_N/2; i++)
printf("i=%4d, real = %10.7f, imag = %10.7f, amp= %10.2f\n", i, s.real/FFT_N, s.imag/FFT_N, sqrt(s.real*s.real + s.imag*s.imag)/((i==0)?FFT_N:(FFT_N/2)));
//for(i=0; i<FFT_N; i++) //求变换后结果的模值，存入复数的实部部分
//s.real=sqrt(s.real*s.real+s.imag*s.imag);
//printf the fft data
//printf("mod-FFT data...\n");
//for (i=0; i<FFT_N; i++)
//printf("i=%4d, amp = %10.7f\n", i, s.real, s.imag);
//while(1);
return 0;
}
*/ |
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