实验五--快速傅里叶变换

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1、CENTA SOT NIVERIY数字信号解决实验报告题 目 迅速傅里叶变换 学生姓名 学 院 物理与电子学院 专业班级 电子信息科学与技术 11班 学号 实验五 迅速傅里叶变换一、实验仪器C机一台、JQ-SPC开发系统实验箱及辅助软件(DS uilder、Mt/Simulink、Qarus II、Modlsm）。二、实验目的、理解迅速傅里叶变换的基本构造构成。2、学习使用DSuiler设计FF。三、实验原理、FT的原理：迅速傅里叶变换（）是离散傅里叶变换（DFT)的一种高效运算措施,它大大简化了DF 的运算过程,使运算时间缩短几种数量级。FFT算法可以分为准时间抽取(D）和按频率抽取（DIF

2、）两类,输入也可分为实数和复数两种状况。八点时间抽取基-2FT算法信号流图如图1示:图1 8点基DITFT信号流图四、实验环节1、将桌面的y_ft_8.mdl拷贝到“D:Poam FiMTLAB71wo”(ATB安装目录下的work文献夹）处,并双击打开。图 迅速傅里叶变换系统图图5-2 迅速傅里叶变换子系统1图图5-3迅速傅里叶变换子系统2图图5-3 迅速傅里叶变换子系统3图2、点击工具栏即可开始系统级simlin仿真,以验证该模型的对的性。在仿真进行过程中分别将三个输入控制开关打到00、0、010、01、10以选择五组输入数据进行FT运算。(1）当开关打到0时选择第一组数据2.0,2.0,

3、4.0,70,3.，5.,5,0，其运算成果应为36、-2.43.4i、4+8i、0.4219+1.844i、0.4102-184i、-8i、-2.42-3.84。(2)当开关打到01时选择第二组数据1.1,5.0,105,5.3,20.，25.7,306,41,其运算成果应当为148.5、-1.1+5.35i、198+24.7i、2.02+12.25、2、-222.15i、-1984.7、-16.2.45i。(3）当开关打到00时选择第三组数据5.6,.0,15.8,24,252,35,40.2,45，其运算成果成果应当为19.、239+319i、-25.2+25.3i、-15.69+14.

4、49i、-8.7、15.81-14.3i、252-25.3i、-23.51-3.2i。(4）当开关打到011选择第四组数据10.2，15.3,2.3,242,30.,35.,42,其运算成果应当为19.6、8755+43.11i、-18.917.、-19198992、-0.、19.2896i、-18.97i、-8.82-3.2i。(5)当开关打到100选择第五组数据4.0,105,15.6,23,252,35.7,4.5，45.0，其运算成果应当为16.8、2145+02i、-2.9+19.1i、2.850.58、-26.2、-20.9410.48i、-6.1.1i、-21.5-0.3。3、双

5、击模型图中的Tesbench模块弹出类似如图7所示对话框。依次单击Genert D、Rn iunk、un Mdelm三个选项。其中Rn odesm选项后的unhUI前的选项框一定要选,这样可以观看msimRTL级仿真成果。、双击模型图中的SiglComplier模块弹出类似如图8所示对话框。在aramers栏下的l选项选择cyclone II ，ece选项选择默认的au，然后点击simle下的oplie,编译完后关闭该页。、关闭TLAB。在位置“:Progrm FileL71work myfft_8_dspbuilr” (MATLAB安装目录下的workmyfft_8_dspbider)打开文

6、献my_ft_8qpf。6、工具栏中点击Asinments，选中Dvice,在器件famil中选择Cycln ，选择下拉菜单中的EP235F672C6,点击finis。7、执行AsignmetsAssignment Edi,将Cateor设为Pin，并按照下图对Pin进行设立并保存。图5-1 管脚分派图8、执行ols-ignalTp Logic nlye，在Dta窗口中的空白处双击,在弹出的对话框中将Fit设为all&giste：pst fitings,点击t,将Otpt添加至右边的窗口中,点击【OK】确认。在右边的对话框中将Clock设为Clock信号；Sape depth设立为K;点选ri

7、gr in,Soure设为Cok信号,Pattern设为Risedge。保存该文献,若弹出对话框询问与否将文献添加至工程，选择Ye。点击菜单栏中的，重新对工程进行编程。9、打开实验箱，接入电源,用USB Blster线将电脑和实验箱连接起来,选择菜单栏中的图标。10、点击Hrdae Setup,选择USB-0，点击【K】确认。选中m_ft8.sof文献,点击ar,将文献下载到实验板上。1、将实验箱上的开关SW拨至高电平，SW2、SW1、SW0拨至低电平点击。点击开始运营工程,s后，点击结束运营。依次使（W2, S , SW0)=（0, , 1）（1, 1,),反复上一步的操作，并与理论值进行比

8、较。五、实验成果1、imuln仿真波形:(1）当开关打到00时（2） 当开关打到01时（3） 当开关打到100时2、R级仿真波形3、硬件实现波形（SW2, S1 , S)=（0， 1)(1, 1,1)(1)（SW2,SW1,W0)=(0，0,1)(2）（2,S1,SW0)=(,1，0）()(SW2,SW1,SW0)（0，1，1)(4)(2，SW1，W0)=（1,，0）(5）(SW2,S1,W0）=（1，0,)六、讨论分析1、实验中遇到的问题和解决措施。FFT实现对我们来说比较困难，FF的算法还能看得懂，但是怎么用软件实现FF算法,我们理解的并不多，因此对这次实验的各子系统都不大明白其工作方式和

9、功能，但是实验时间有限，我们暂且抛下这些不管，等后来有时间和爱好时再去深究，直接按照实验环节进行实验。、美国技术评论评比出了10项变化世界的新技术，一种由IT四名学生提出的比FT快上0至00倍的稀疏傅里叶变换（SFT)算法。有关FT你懂得些什么？（FT的内容,SFT对信息时代的意义)（原文:“Nearly Oial aseourier Transform”）FFT的基本原理是,所有信号,例如录音,都可以体现为一系列不同频率和波幅的正弦和余弦波组合。进行变换之后,对这组波的解决会相对容易些比方说,可以压缩一段录音或消除噪音。20世纪60年代中期,研究人员发明出了一种运用计算机实现的算法,称之为迅

10、速傅里叶变换(FT)。相比未压缩的录音版本，MP3格式文献的体积之小简直令人惊叹，这让我们真正见识到了迅速傅里叶变换的威力。而运用被称为稀疏傅里叶变换(SF）的新算法，数据流的解决速度会比迅速傅里叶变换还要快上倍至0倍。之因此可以如此大幅地提速,是由于我们关注的信息大多拥有大量的构造:例如音乐与不规则噪声就完全不是一回事。这些故意义的信号一般只能取一小部分也许值;用技术术语来体现，即这些信息是“稀疏”的。由于稀疏傅里叶变换算法不需要对所有也许的数据流都进行解决，因此它可以使用其她算法无法做到的某些快捷解决方式。从理论上看,如果一种算法只能用来解决稀疏信号，它受到的限制会比迅速傅里叶变换多得多。但正如该算法的共同发明者、电子工程和计算机科学专家卡塔比所指出的那样，“稀疏性无处不在”，“它存在于大自然中,存在于视频信号中，存在于音频信号中。”