ARM CMSIS DSP FFT函数的适当fft长度

Question

我目前正在尝试使用我的大脑皮层m3 PSoC 5lp芯片上的ARM CMSIS库。

我在使用一些函数时遇到了一些问题，我有一个关于如何使用函数arm_cfft_q15 (或任何arm_cfft_***函数)的问题。

说我有

    q15_t ADC_samples[1024];
    q15_t MAG_of_fft[1024];

我就跑了

    arm_cfft_q15(1024pt_fft, ADC_samples, sample_length);

这样就可以进行“就位”转换。正因为如此，由于FFT返回实值和虚值，它实际上只能返回长度512的fft，还是1024 FFT样本中的512？在得到FFT后我做了

    arm_cmplx_mag_q15(ADC_samples, MAG_of_fft, fftlength);

其中fftlength是1024。

它返回MAG_of_fft，当我绘制它时，它确实是我期待看到的形状，但我不知道如何确切地解释结果，因为我不知道我的FFT到底有多长。我告诉它，我正在做一个1024点FFT，但它似乎只返回一个512点FFT，或者只有一半的1024点FFT，一个或另一个。

我说得对吗？这意味着ADC_samples数组的长度必须是数据的两倍，这样我才能得到1024 pt FFT？然后我就可以用那个2048阵列来计算FFT的大小，告诉它FFT的长度是1024？

有人能向我解释如何正确地解释这些函数以及我期望的FFT长度吗？

Answer 1

arm_cfft函数族对复值信号进行运算。换句话说，使用arm_cfft_q15执行的1024点快速傅立叶变换需要1024个复杂的输入样本，这些输入样本由2048个q15_t值表示(如CMSIS DSP软件库文档中所描述的，交错的实部和虚部)。在返回时，缓冲器包含与复输入信号的频域表示相对应的1024复值(2048 q15_t值)。

因此，使这个例子适应您的情况，您将使用以下方法计算快速傅立叶变换：

q15_t ADC_samples[2048];
arm_cfft_q15(1024pt_fft, ADC_samples, 0, 1);

随后的呼叫

q15_t MAG_of_fft[1024];
arm_cmplx_mag_q15(ADC_samples, MAG_of_fft, fftlength);

然后，使用fftlength=1024将ADC_samples中的1024复值(2048 q15_t值)降为1024实际震级值(1024 q15_t值)，并将结果存储在MAG_of_fft中。

另外，如果您实际上处理的是实值信号，那么您可以使用相同的函数，并使用零填充ADC_samples缓冲区的每秒钟索引(虚部分)(因此使用的ADC_samples缓冲区是实际样本数的两倍)。或者，您可以使用效率更高的arm_rfft系列函数(在文件的这一节中描述)。