[發(fā)明專利]快速傅里葉變換測頻的實(shí)現(xiàn)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710884048.7
• 申請日: 2017-09-26
• 公開（公告）號: CN107632199A
• 公開（公告）日: 2018-01-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宗鵬;李羚梅;張建軍;曹曉冬;范玉進(jìn)
• 申請（專利權(quán)）人: 天津光電通信技術(shù)有限公司
• 主分類號: G01R23/02
• 分類號: G01R23/02;G01R23/16
• 代理公司: 天津?yàn)I海科緯知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司12211
• 代理人: 李成運(yùn)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于測頻技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種快速傅里葉變換測頻的實(shí)現(xiàn)方法。

背景技術(shù)

隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字信號處理已經(jīng)廣泛應(yīng)用于雷達(dá)、通信、圖像處理等多方面領(lǐng)域，快速傅里葉變換(FFT，以下簡稱FFT)算法提出，使得數(shù)字信號處理的實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用更加清晰快捷，F(xiàn)FT算法的應(yīng)用以及實(shí)現(xiàn)方法，已成為數(shù)字信號處理的核心技術(shù)之一。

目前常用的方法采用DSP，較DSP實(shí)現(xiàn)，F(xiàn)PGA有自身的優(yōu)點(diǎn)：1.速度快，內(nèi)置乘法器和加法器；2.FPGA有高速的存儲器3.更為靈活，DSP往往需要外部接口和控制芯片配合工作，F(xiàn)PGA則不需要。

現(xiàn)有的主流基于FPGA實(shí)現(xiàn)的FFT中，受精度和速度的要求，往往是難以實(shí)現(xiàn)的，高精度會引入FFT運(yùn)算點(diǎn)數(shù)的增加，導(dǎo)致運(yùn)算時(shí)間的犧牲。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種快速傅里葉變換測頻的實(shí)現(xiàn)方法，以解決采用DSP需要外部接口和控制芯片配合工作，速度相對較慢的情況。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

快速傅里葉變換測頻的實(shí)現(xiàn)方法，根據(jù)FFT的運(yùn)算規(guī)律，將FPGA中的乘法器取消，采用加法器有效替代進(jìn)行運(yùn)算；在運(yùn)算過程中結(jié)合rife算法，提高FFT處理精度。

進(jìn)一步的，F(xiàn)PGA中采用加法器替代乘法器的方法，具體如下：

根據(jù)蝶形因子的規(guī)律，最后三級的蝶形因子為(1，0)、(0.707，-0.707)、(0，-1)、(-0.707，-0.707)，其中1，-1只需要做符號的變化即可，0.707做移位計(jì)算就可得出，從而代替了復(fù)數(shù)乘法器。

3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速傅里葉變換測頻的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述FFT結(jié)合fife算法的方法，具體如下：

在求得的最大譜線與周圍譜線進(jìn)行rife算法，進(jìn)行插值計(jì)算，這樣提高近一倍的精度；

設(shè)s為采樣頻率，k0為最大譜峰位置；

Rife算法的公式為：

其中，。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的快速傅里葉變換測頻的實(shí)現(xiàn)方法具有以下優(yōu)勢：

本發(fā)明所述的快速傅里葉變換測頻的實(shí)現(xiàn)方法采用FPGA芯片，運(yùn)行速度快，并且設(shè)有存儲器，不需要外部接口和控制芯片配合工作，不僅從資源方面得到優(yōu)化，還提高了處理精度。

附圖說明

構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明實(shí)施例所述的快速傅里葉變換測頻的實(shí)現(xiàn)方法蝶形運(yùn)算圖形；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例所述的快速傅里葉變換測頻的實(shí)現(xiàn)方法8點(diǎn)FFT蝶形運(yùn)算圖形。

具體實(shí)施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以通過具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。

如圖1所示，F(xiàn)FT的運(yùn)算時(shí)有規(guī)律的，每一級的運(yùn)算都是N/2個(gè)蝶形運(yùn)算構(gòu)成，每一個(gè)蝶形運(yùn)算結(jié)構(gòu)完成下面的迭代運(yùn)算：

X_m(k)＝X_m-1(k)+X_m-1(j)；