基于Labview的快速傅里葉變換的實現

1、一、概述FFFFT（Fast Fourier Transformation，即為快速傅氏變換，是離散傅氏變DFTX（K）K4N4N-2）次相加，對于 NkN*NN（4N-2）次實數DFT 算法，減小它的運算量，利用 DFTDFT系統或者說數字系統中應用離散傅立葉變換，可以說是進了一大步。FFTFFTFFTLabVIEWLabVIEWBASICLabVIEWLabVIEWGCBASIC，LabVIEWLabVIEWGPIB、串口控LabVIEWV1)的結果、單步執(zhí)行等，便于程序的調試。二、方案論證1：單一頻率正弦信號的 FFTLabviewFFT.viX1正弦信號正弦信號FFT 變換復數至極坐標

2、轉換顯示圖1單一頻率正弦信號的FFT結構圖1 / 122：疊加了高頻噪聲的正弦信號的 FFT在 Labview 的信號產生模板提供的常用的信號發(fā)生器中找到均勻白噪聲發(fā)FFT.viX轉換為頻域信號。然后經過復數至極坐標轉換后將其顯示出來。其結構如圖 所示。正弦信號低通濾波正弦信號低通濾波FFT 變換復數至極坐標轉換高頻噪聲顯示三、FFT圖 2 混合信號的FFT 結構圖LabviewLabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering 是種用圖標代替文本行創(chuàng)建應用程序的圖形化編程語言Labview程序又稱為虛儀器Virtual Instrument，簡

3、稱VI。LabVIEW 是一種程序開發(fā)環(huán)境，類似于C和BASIC 開發(fā)環(huán)境，但 LabVIEW 與其它計算機語言的顯著區(qū)別是：其它計算機語言都是采用基于文本的語言產生代碼行，而LabVIEW 使用圖形化編程語言 G語言編寫程序，產生的程序是框圖的形式。像C 或 BASIC一樣， LabVIEW 也是通用的編程系統，有一個可完成任何編程任務的龐大的函數庫。 LabVIEW 的函數庫包括數據采集、 GPIB、串口控制、數據分析數據顯示與數據存儲等等。LabVIEW 也有傳統的程序調試工具，如設置斷點、以動畫形式顯示數據與其通過程序（子VI）的結果、單步執(zhí)行等等， 便于程序的調試。虛擬儀器 ,簡稱

4、VI，包括三部分：前面板、框圖程序和圖標 /連接器。程序前面板，用于設置輸入量和觀察輸出量。它模擬真實儀器的前面板。其中，輸入量被稱為 Controls（控件），用戶可以通過控件向 VI入參數等；輸出量被稱為 Indicators（指示器）， VI2 / 12術功能等。這些部件都用連線連接，以定義框圖的數據流動方向。圖標/口器件可以讓用戶把 VI程序變成一個對象（VI子程序），然后在其他程序中像子程序一樣地調用它。圖標表示在其他程序中被調用的子程序，而接線端口則表示圖標的輸入 /輸出口，就像子程序的參數端口對應著VI 程前面板控件和指示器的數值。例如示波器和波形發(fā)生器，性能強大，但是價格昂貴，

5、且被廠家限定了功 能，只能完成一件或幾件具體的工作，因此，用戶通常都不能夠對其加以 擴展或自定義其功能。儀器的旋鈕和開關、置電路與用戶所能使用的功能 對這臺儀器來說都是固定的。另外，開發(fā)這些儀器還必須要用專門的技術和高成本的元部件，從而使它們身價頗高且很不容易更新?；赑C機的虛擬儀器系統，誕生以來就充分利用了現成即用的PC機所帶來的最新科技。這些科技和性能上的優(yōu)勢迅速縮短了獨立的傳統儀器和PC機之間的距離， 包括功能強大的處理器（如 Pentium4)、操作系統與微軟 Windows XP、技術和 Apple Mac OSx。除了融合諸多功能強大的特性，這些平臺還為用戶提供了簡單的聯網工具。

6、此外，傳統儀器往往不便隨身攜帶，而虛擬儀器可以在筆記本電腦上運行，充分體現了其便攜特性。需要經常變換應用項目和系統要求的工程師和科學家們需要有非常靈活的開發(fā)平臺以便創(chuàng)建適合自己的解決方案?？梢允褂锰摂M儀器以滿足特定的需要，因為有安裝在PC 機上的應用軟件和一系列可選的插入式硬件，無需更換整套設備，即能完成新系統的開發(fā)。正弦信號的產生在模擬電路圍，信號頻率以Hz 或周期（Cycle）來測量，但在數字系統中使用數字頻率，它是模擬頻率與采樣頻率之比，即數字頻率=模擬頻率/采樣頻率，其單位為周期數/采樣數。Sub VI: Sine Pattern Pattern .vi43示。SinePattern.

7、vi（13 / 12128（也就是數組的長度。圖 3 正弦信號均勻噪聲的加入.vi(在信號處理-信號生成子模板)。將白噪聲通過一個巴4圖 4 疊加了高頻噪聲的正弦波框圖560.450（lowpass）1（highpass），VI2(Bandpass)3(Bandstop)時，fh，flf1flNyquist0.125。fl0，VIX2 (Bandpass)3 (Bandstop)時，fl。介數：階數指定濾波器的階數并且必須大于0。默認2X4 / 1201.0VIX圖5均勻白噪聲發(fā)生器圖 6 巴特沃斯濾波器低通濾波7圖 7 低通濾波快速傅里葉變換頻域信號的方法有很多，例如，FourierFour

8、ierFFT5 / 12換等。下面使用LabviewFFT8XFFtFFTXFFTX（FFT.vi組）9FFTXFFT果X，Complex to Polarr分開。rXXdf=fs/N，其中fs的采樣率，NrIndexdff=df*rIndex。圖 8 FFT 的框圖圖 9 快速傅里葉變換處理結構圖四、性能的測試FFT500，5所示。6 / 12圖 10 正弦波FFTComplex to Polar（坐標轉換）11圖 11 單一頻率正弦信號的FFTFFT500300127 / 12圖 12 疊加了高頻噪聲的正弦波1000，1013圖 13 低通濾波后的波形8 / 12將低通濾波后的波形輸入到 FFT 變換中去所得結果如圖 14 所示。圖 14 FFT 變換五、結論5Hz495Hz5Hz495HzFFTFFT5Hz10Hz10.FFT，FFT495Hz-10HzFFTFFT。六、性價比Labview，Labview9 / 12FFT我們可以大大提高工作效率。七、課設體會與合理化建議Labview高。在整個設