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基于python的快速傅里叶变换FFT(

基于python的快速傅里叶变换FFT(二) 本文在上一篇博客的基础上进一步探究正弦函数及其FFT变换。...知识点   FFT变换,其实就是快速离散傅里叶变换,傅立叶变换是数字信号处理领域一种很重要的算法。要知道傅立叶变换算法的意义,首先要了解傅立叶原理的意义。...假设FFT之后某点n用复数a+bi表示,那么这个复数的模就是An=sqrt(a*a+b*b)(某点处的幅度值An = A*(N/2)) 代码实现 包的安装步骤见上一篇博客。...frq = k/T # two sides frequency range frq1 = frq[range(int(n/2))] # one side frequency range YY = np.fft.fft...(y) # 未归一化 Y = np.fft.fft(y)/n # fft computing and normalization 归一化 Y1 = Y[range(int(n/2))] fig, ax

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    Matlab中fft与fwelch有什么区别?如何用fft求功率谱?

    讲这个话题,就要先搞清楚频谱、功率谱的概念,可参考我的另一篇文章 信号的频谱 频谱密度 功率谱密度 能量谱密度 做信号处理的朋友应该都会fft比较熟悉,就是求傅里叶变换。...但需要注意的一点:实信号的频谱关于0频对称,是偶函数,如果st = cos(2pif0*t)+1; t的长度为4000,那么0频的位置在第一个点,做fftshift后,0频的位置在低2001个点的位置,fft...f,fs) 其中, X表示输入序列; window:当window是一个数值时,表示窗函数长度,即分段长度L,默认的窗函数为hamming窗;当window是一个序列时,表示窗函数序列; NFFT表示FFT...= fft(st); psdx = abs(st_fft(1:end/2+1)).^2/fs/N; %功率谱密度为能量谱密度除以时间,摸值的平方即为能量谱 psdx(2:end) = 2*psdx(...2:end); %乘2是因为fft结果是对称的,在计算功率时需要把功率加回来;第一个点是0频,这个点并不对称 freq = linspace(0,fs/2,length(psdx)

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    FFT(快速傅里叶变换)示例

    #FFT变换是针对一组数值进行运算的,这组数的长度N必须是2的整数次幂,例如64, 128, 256等等; 数值可以是实数也可以是复数,通常我们的时域信号都是实数,因此下面都以实数为例。...我们可以把这一组实数想像成对某个连续信号按照一定取样周期进行取样而得来,如果对这组N个实数值进行FFT变换,将得到一个有N个复数的数组,我们称此复数数组为频域信号,此复数数组符合如下规律: #其结果数组有以下特点...import matplotlib import matplotlib.pyplot as plt pi = np.pi time_len = 2.0 #时长 N = 2000 #数据点数,须为偶数,FFT...np.sin(2*pi*20*t)+8*np.sin(2*pi*40*t) +14.14*np.sin(2*pi*100*t) +14.14*np.cos(2*pi*100*t)+ 16 yf = np.fft.fft...频域信号") #plt.suptitle("FFT 示例") plt.tight_layout() plt.show()

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    快速傅里叶变换(FFT)算法【详解】

    本文的目标是,深入Cooley-Tukey FFT 算法,解释作为其根源的“对称性”,并以一些直观的python代码将其理论转变为实际。我希望这次研究能对这个算法的背景原理有更全面的认识。...事实上,你还可以查看一下我们即将推出的天文学和统计学的图书的第十章(这里有一些图示和python代码)。...作为一个例子,你可以查看下我的文章《用python求解薛定谔方程》,是如何利用FFT将原本复杂的微分方程简化。 正因为FFT在那么多领域里如此有用,python提供了很多标准工具和封装来计算它。...我所知的最快的FFT是在 FFTW包中 ,而你也可以在python的pyFFTW 包中使用它。 虽然说了这么远,但还是暂时先将这些库放一边,考虑一下怎样使用原始的python从头开始计算FFT。...还想加快速度的话,一个好的方法是使用Python/ NumPy的工作时,尽可能将重复计算向量化。我们是可以做到的,在计算过程中消除递归,使我们的python FFT更有效率。

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    基2FFT原理

    可减少所需要的复数乘法的次数,进而减少对应的实数乘法和加法的数量 FFT 基2FFT 基2FFT指点数为 ? 的FFT变换,取 ? 的FFT变换如下所示: ?...将一个N点的FFT分解为两个FFT,一个为奇数项的FFT,另一个为偶数项的FFT。对于 ? 而言,考虑以下变化: ? 带入上式,有以下: ? 取 ? 和 ? 分别是两个长度为 ?...点FFT; ? 为对应奇数序列的 ? 点FFT。该操作将一个N点FFT分解为两个 ? 点的FFT。 蝶形运算 蝶形运算为一个二输入二输出的运算,公式如下所示: ? 其中 ? 为两个输入; ?...蝶形运算可以用于映射基2FFT,首先考虑2点FFT,两点FFT公式如下所示: ? 因此可以使用一个蝶形运算实现,权值为 ?...fft4.png 更多点数的FFT可以类似的进行,即不断分解为长度为一半的奇偶序列的FFT变换分层实现。

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    快速傅里叶变换(FFT)详解

    本文只讨论FFT在信息学奥赛中的应用 文中内容均为个人理解,如有错误请指出,不胜感激 前言 先解释几个比较容易混淆的缩写吧 DFT:离散傅里叶变换—> 计算多项式乘法 FFT:快速傅里叶变换—> 计算多项式乘法...FNTT/NTT:快速傅里叶变换的优化版—>优化常数及误差 FWT:快速沃尔什变换—>利用类似FFT的东西解决一类卷积问题 MTT:毛爷爷的FFT—>非常nb 多项式 系数表示法 设A(x)表示一个n...直到多项式仅剩一个常数项,这时候我们直接返回就好啦 时间复杂度: 不难看出FFT是类似于线段树一样的分治算法。 因此它的时间复杂度为 快速傅里叶逆变换 不要以为FFT到这里就结束了。...很显然, 继续考虑刚刚的式子 当 时,值为0 当 时,值为n 因此, 这样我们就得到点值与系数之间的表示啦 理论总结 至此,FFT的基础理论部分就结束了。...emmmm 其实FFT的实现思路大概就是 系数表示法—>点值表示法—>系数表示法 引用一下远航之曲大佬的图 ?

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    快速傅里叶变换(FFT)算法【详解】

    本文的目标是,深入Cooley-Tukey  FFT 算法,解释作为其根源的“对称性”,并以一些直观的python代码将其理论转变为实际。我希望这次研究能对这个算法的背景原理有更全面的认识。...事实上,你还可以查看一下我们即将推出的天文学和统计学的图书的第十章(这里有一些图示和python代码)。...作为一个例子,你可以查看下我的文章《用python求解薛定谔方程》,是如何利用FFT将原本复杂的微分方程简化。 正因为FFT在那么多领域里如此有用,python提供了很多标准工具和封装来计算它。...我所知的最快的FFT是在 FFTW包中 ,而你也可以在python的pyFFTW 包中使用它。 虽然说了这么远,但还是暂时先将这些库放一边,考虑一下怎样使用原始的python从头开始计算FFT。...还想加快速度的话,一个好的方法是使用Python/ NumPy的工作时,尽可能将重复计算向量化。我们是可以做到的,在计算过程中消除递归,使我们的python FFT更有效率。

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    示波器中的 FFT 参数如何设置?

    FFT 属于 数学运算(Math)功能的一部分。...可以把任意一个模拟通道、数字通道或者参考波形作为输入源;在时域波形的基础上,生成一个频域显示,用于频谱观察;用户通过前面板 Math 按键 → 触摸屏 数学 → FFT 菜单进入。...FFT 有些可以设置的参数,我早就说过,频域的世界对我们来说是陌生的,那肯定这些设置也是不习惯的。...频率跨度 (HSCale / SPAN) 决定横轴的覆盖范围,也就是显示带宽;已知FFT 的频率分辨率由公式决定: 采样率点数 而屏幕能看到多少频率范围由 SPAN(跨度)决定。...点数 (POINts) 决定 FFT 的运算点数。 点数越多,频率分辨率越高(能区分更接近的频率分量)。 但点数越多,刷新速度越慢,实时性下降;在噪声分析 → 需要高分辨率,选大点数。

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    GNU Radio FFT模块窗函数对比

    对 FFT 模块和 IFFT 模块均做如下修改: window.rectangular(fft_len) 运行结果如下: ①、时域对比: 使用矩形窗后,原信号经过 FFT 和 IFFT 可以复原原信号...对 FFT 模块和 IFFT 模块均做如下修改: window.hamming(fft_len) 运行结果如下: ①、时域对比: 使用汉明窗后,原信号经过 FFT 和 IFFT 不可以复原原信号...对 FFT 模块和 IFFT 模块均做如下修改: window.hann(fft_len) 运行结果如下: ①、时域对比: 使用汉宁窗后,原信号经过 FFT 和 IFFT 不可以复原原信号。...对 FFT 模块和 IFFT 模块均做如下修改: window.blackman(fft_len) 运行结果如下: ①、时域对比: 使用黑曼窗后,原信号经过 FFT 和 IFFT 不可以复原原信号...对 FFT 模块和 IFFT 模块均做如下修改: window.blackman_harris(fft_len) 运行结果如下: ①、时域对比: 使用黑曼-哈里斯窗后,原信号经过 FFT 和 IFFT

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    FFT算法前身DFT(离散傅里叶变换)

    信号与系统又大又小,今天这个东西是实践的前提,DFT到FFT,DFT在理论上面是成功的,但是实践中这个计算太吃算力了。 DFT 是把一段有限长的离散时域信号转换为离散频域表示的数学工具。...DFT 是信号频谱分析的基础;FFT 的出现使得大规模频谱分析成为可能(例如 N=1024 时,FFT 比直接 DFT 快 300 倍以上)。...(这就是从表面的公式来的) 为什么用 FFT:同样的 DFT,复杂度从 N² 降到 N·log₂N 直接相关法做复数 DFT:双重循环,运算量 ∝ N²,点数上千就几乎不可用。...FFT 是“如何高效计算同一个 DFT”的算法:通过分解与复用正弦子结构,把运算量降到 N·log₂N,N 越大优势越明显;同时更少的乘加也意味着更小的舍入误差。...,打印了与 np.fft.fft 的复谱 RMSE(本例约 6e-12,基本等于浮点舍入误差)。

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