начало
k;x(i);i=0,
N=1
Re=0;
Im=0;
i=0;ss=0;
sc=N/4;
Re=Re+x(i)Tsin[sc]
Im=Im+x(i)Tsin[ss]
i=i+1
|
|
|
|
i<N |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ss=(ss+k)mod N |
|
|
|
Re=Re/(A*N) |
||
|
|
|
|
|
|
Im=Im/(A*N) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
sc=(sc+k)mod N |
|
|
|
Re;Im |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
конец
Рис. 2 - Алгоритм ДПФ
Порядок выполнения работы
1. Гармонический сигнал а) Разработать функцию для вычисления
Фурье, реализующую следующие вычисления:
|
|
2 N −1 |
|
2πji |
|
|||
A |
= |
|
∑i=0 |
x(i) cos |
|
|
; |
|
N |
N |
|||||||
cj |
|
|
|
дискретного преобразования
(3.16)
19
|
|
2 |
N −1 |
2πji |
|
|
|||||||
A |
= |
|
|
x(i)sin |
|
|
|
|
|
|
; |
(3.17) |
|
|
N |
|
|
N |
|
||||||||
sj |
|
|
∑i=0 |
|
|
|
|||||||
|
|
|
Aj = Acj2 + Asj2 |
|
|
; |
|
|
(3.18) |
||||
|
|
|
|
|
Asj |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ϕj = arctg |
|
, |
|
|
|
(3.19) |
|||||
|
|
A |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
cj |
|
|
|
|
|
|
Входные данные:
-массив данных x(i) , i = 0,..., N −1;
-размерность массива данных N ;
-номер гармоники j , для которой производятся вычисления. Выходные параметры для функции:
-амплитуда косинусной составляющей Acj ;
-амплитуда синусной составляющей Asj ;
-амплитуда гармоники Aj ;
-начальная фаза гармоники ϕj ;
Для вычисления sin и cos использовать таблицу.
В соответствии с вариантом задания сформировать тестовые сигналы (см. Таблицу 3). Для каждого из тестовых сигналов построить амплитудный и фазовый спектры.
б) Восстановить исходный сигнал по спектру:
|
N |
|
|
|
|
||
|
|
−1 |
2πji |
|
|
||
|
2 |
|
|||||
y(i) = ∑Aj cos |
|
−ϕj |
, |
||||
N |
|||||||
|
j=0 |
|
|
|
где i = 0,..., N −1.
Сравнить сигналы x(i) и y(i) . 2. Полигармонический стгнал
а) Сформировать полигармонический сигнал
30 |
2πji |
|
||
x(i) = ∑B j cos |
|
−ϕj , |
||
N |
||||
j=1 |
|
|
(3.20)
(3.21)
где N =128,256,512,1024…;
B j - амплитуда j -ой гармоники выбирается случайным образом из множества
значений в соответствии с вариантом задания (см. Таблицу 3);
ϕ j - начальная фаза j -ой гармоники выбирается случайным образом из
множества значений в соответствии с вариантом задания (см. Таблицу 3).
Для сформированного сигнала вычислить амплитудный и фазовый спектр сигнала Aj ,ϕj , j = 1,..., N2 − 1 ;
20
б) |
Восстановить исходный сигнал по спектру |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
N |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
A |
|
|
|
−1 |
|
2πji |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
2 |
|
|
|
||||||||
|
y(i) = |
0 |
|
+ ∑Aj cos |
|
|
|
−ϕj |
, |
||||||
|
2 |
|
N |
||||||||||||
|
|
|
|
j=1 |
|
|
|
|
|
|
|||||
Сравнить исходный и восстановленный сигналы. |
|
||||||||||||||
в) |
Восстановить исследуемый сигнал по спектру без |
||||||||||||||
фаз. |
|
|
|
|
|
N |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
A |
|
|
|
−1 |
|
|
2πji |
|
|
|||
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|||||||
|
y(i) = |
|
0 |
|
+ ∑Aj cos |
|
|
|
|
, |
|
||||
|
2 |
|
|
N |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
j=1 |
|
|
|
|
|
|
Сравнить исходный и восстановленный сигналы.
(3.22)
учета начальных
(3.23)
Варианты заданий
Таблица 3.
№ вар. |
Тестовый сигнал |
Значения для |
Значения для |
|
|
выбора амплитуд |
выбора нач. фаз |
|
x(i) = |
|
|
|
2πi |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
1 |
10 cos |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
π |
|
π |
|
π |
|
π |
|
3π |
|
|||||||
|
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
{1,3,5,8,10,12,16} |
|
|
, |
|
, |
|
, |
|
, |
|
,π |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
4 |
3 |
2 |
4 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
2πi |
|
|
|
π |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
2 |
x(i) =10 cos |
|
|
|
|
|
|
− |
|
|
|
|
|
|
π |
|
π |
|
π |
|
π |
|
3π |
|
||||
|
N |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
{1,2,5,7,9,13,18} |
|
|
, |
|
, |
|
, |
|
, |
|
,π |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
4 |
3 |
2 |
4 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
2π10i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
3 |
x(i) = 20 cos |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
π |
|
π |
|
π |
|
π |
|
3π |
|
||||||||
|
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
{1,3,4,10,11,14,17} |
|
|
, |
|
, |
|
, |
|
, |
|
,π |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
4 |
3 |
2 |
4 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
2π20i |
|
|
|
π |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
4 |
x(i) =100cos |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
− |
|
|
|
|
π |
|
π |
|
π |
|
π |
|
3π |
|
|||
|
|
|
N |
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
{2,3,5,9,10,12,15} |
|
|
, |
|
, |
|
, |
|
, |
|
,π |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
4 |
3 |
2 |
4 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
2πi |
|
|
|
3π |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
5 |
x(i) = 30cos |
|
|
|
|
|
|
− |
|
|
|
|
|
|
|
π |
|
π |
|
π |
|
π |
|
3π |
|
|||
|
N |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
{3,5,6,8,10,13,16} |
|
|
, |
|
, |
|
, |
|
, |
|
,π |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
4 |
3 |
2 |
4 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
2πi |
|
|
|
π |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
6 |
x(i) = 50 cos |
|
|
|
|
|
|
− |
|
|
|
|
|
|
π |
|
π |
|
π |
|
π |
|
3π |
|
||||
|
N |
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
{1,5,7,8,9,10,17} |
|
|
, |
|
, |
|
, |
|
, |
|
,π |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
4 |
3 |
2 |
4 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
21