FFT算法如何减小相角误差,并给出C语言程序
时间: 2024-05-13 09:16:07 浏览: 99
在FFT算法中,相角误差通常由于不同频率的正弦和余弦信号的计算误差引起。为了减小这种误差,可以使用以下方法:
1. 使用高精度计算,例如使用double或long double类型的变量进行计算,可以减小计算误差。
2. 使用旋转因子,即使得正弦和余弦信号的相位差始终为π/4或3π/4的因子,可以减小相位误差。
下面是一个使用旋转因子的FFT算法的C语言程序,其中N为FFT长度,x为输入序列,y为输出序列:
```c
#include <stdio.h>
#include <math.h>
#define PI 3.14159265358979323846
void fft(int N, double* x, double* y) {
int i, j, k;
double c, s, t1, t2;
double* xr = (double*) malloc(N * sizeof(double));
double* xi = (double*) malloc(N * sizeof(double));
for (i = 0; i < N; i++) {
xr[i] = x[i];
xi[i] = 0;
}
for (i = 0; i < log2(N); i++) {
int m = 1 << i;
int n = 1 << (i+1);
double wn = 2 * PI / n;
for (j = 0; j < m; j++) {
double wr = cos(j * wn);
double wi = sin(j * wn);
for (k = j; k < N; k += n) {
int p = k + m;
t1 = xr[p] * wr - xi[p] * wi;
t2 = xr[p] * wi + xi[p] * wr;
xr[p] = xr[k] - t1;
xi[p] = xi[k] - t2;
xr[k] += t1;
xi[k] += t2;
}
}
}
for (i = 0; i < N; i++) {
y[i] = sqrt(xr[i] * xr[i] + xi[i] * xi[i]);
}
free(xr);
free(xi);
}
int main() {
int N = 8;
double x[] = {1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0};
double y[N];
fft(N, x, y);
for (int i = 0; i < N; i++) {
printf("%.2f + %.2fi\n", x[i], y[i]);
}
return 0;
}
```
在上述程序中,使用了旋转因子wr和wi来减小相位误差,其中wr = cos(j * wn)和wi = sin(j * wn),j为旋转因子的下标,n为当前FFT的长度,wn为旋转因子的角度。在计算过程中,每个旋转因子的角度都是π/4或3π/4的倍数,这样可以减小相位误差。
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