FFT на Си для AVR

[Antibiotic]

Заранее извиняюсь перед модератором за создание темы по столь мелкому и возможно уже задававшемуся вопросу.
Господа Коты, поделитесь пожалуйста кодом БФП на Си без ассамблерных приблуд хотелось бы,если есть конечно
В высшей математике не силен,потому и сам написать не в состоянии подобную процедуру. Прошу помощи.
Заранее спасибо.

[ARV]

можно поинтересоваться: для какой цели? FFT на чистом Си "без приблуд" будет очень медленным на AVR...

чисто Сишные реализации наверняка найдутся в википедии или просто на программистских форумах, посвященных обработке сигналов.

[Antibiotic]

2 ARV:
Пока что просто для изучения и попытки постичь данный алгоритм. Просто с ассамблером не очень дружу. Если пример для АВР студии но там все самое интересное вынесено в ASM. Может быть есть ещё какие то алгоритмы для получения частотного спектра сигнала кроме БФП и ДФП ?

[ARV]

алгоритмы-то есть, но для понимания они ничуть не проще, чем FFT или DFT. кстати, DFT - самое простое для понимания. если цель - освоить FFT вообще, то лучше делать это на компе, а не МК: и проще, и инстументарий удобнее, и готовых исходников море.

на мощные МК типа ARM, mega32 или dsPIC сишные тексты от компа переносятся практически без правки, а для простого AVR без ассемблерных вставок быстродействие такое, что FFT превращается в SFT - медленное преобразование Фурье

[Antibiotic]

спасибо большое за разъяснения.
SFT получайте на него копирайт
Попробую на компе по колупать.

[GRAF]

Вот здесь очень простое описание БПФ
http://slonpts.narod.ru/algo/math/furie/06.html

Код реализации занимает менее 20 строк. Если нет необходимости восстанавливать сигнал, то фазу можно не считать.

[Antibiotic]

Спасибо, то что нужно.. "доступно и всерьез"

[YS]

Во! Спасибо! Тоже хотел преобразование Фурье поколупать! Изучаю ссылку...

[jordan]

Здравствуйте коты разобравшиеся в преобразованиях Фурье!

Сейчас разбираюсь с ДПФ и БПФ... Поправите пожалуйста если не прав... Я так понимаю что мы берем N - количество выборок АЦП( например 1024), с частотой дискретизации например 44100 кГц... Потом после расчета действительной части, получаем N - амплитуд гармоник... Правильно ли я понял, что мы получаем 1024 частот гармонических колебаний, если да то какие это частоты (какие это 1024 частоты)?

[GRAF]

Амплитуда гармоники вычисляется по формуле 4, если смотреть здесь.
Это корень квадратный из суммы квадратов действительной и мнимой частей.
Считая ДПФ по 1024 точкам, вы получаете 1024 отчета в частотной области. Всё верно.

При частоте дискретизации 44100 кГц (наверное имелось ввиду 44,100 кГц) частота гармоники считается f=m*Fдискр/N.
N=1024, m изменяется от 0 до 1024. Таким образом, например 1-я гармоника равна 1*44100/1024=0,043 кГц, вторая = 0,086 кГц. Следовательно, шаг получается 43 Гц.

Советую почитать Richard G. Lyons Understanding Digital Signal Processing. В этой книге на пальцах разбирается ДПФ, БПФ, всякие БИХ фильтры и прочие ДСПшные методы.

[Kavka]

Может будет сильно круто, но есть такой сайтик - http://www.fftw.org/

[jordan]

Спасибо GRAF, за формулу... Kavka за сайтик тоже спасибо, я правда его видел но не стал рыть так как он на английском, по английски понимаю, но по русски все равно лучше, если сайт стоящий поковыряем...
Буду разбираться если что обращусь за помощью

А вообще есть желание замутить анализатор спектра аудио, в качестве практики и тренировки... конечно уже есть куча проектов, но хочеться разобраться и реализовать самому

[phanis]

По ссылке который дал TRIOD
Переделав код под IAR AVR, получил 11 мсек на одно преобразование.
Мк Атмега8 тактовая 16 МГц. 128 точек. (можно использовать 32,64 или 128 точек)
исходник на СИ

MyFFT.rar

(78.72 КБ) 1190 скачиваний

с примером проектом в протеусе.
Еще есть вариант elm-chan работает почти в двое быстрее , но там микс СИ и ассемблера.

[jordan]

phanis спасибо за инфу

[phanis]

Вариант БПФ http://elm-chan.org/works/akilcd/report_e.html портированного в IAR_AVR. с примером в протеусе.
Код чуть весомее оригинала.
Время одного преобразования для 128 точек (7,18 мсек). МК Атмега 8, такт 16 МГц.

IAR_AVR_FFT_C_ASSEMB.rar

(113.19 КБ) 774 скачивания

[jordan]

Вариант БПФ http://elm-chan.org/works/akilcd/report_e.html портированного в IAR_AVR. с примером в протеусе.
Код чуть весомее оригинала.
Время одного преобразования для 128 точек (7,18 мсек). МК Атмега 8, такт 16 МГц.

IAR_AVR_FFT_C_ASSEMB.rar

128 точек какой разрядности, 8 бит? 16? 32? и какой разрядности результаты?

[phanis]

16 /16 бит

[jordan]

Вариант БПФ http://elm-chan.org/works/akilcd/report_e.html портированного в IAR_AVR. с примером в протеусе.
Код чуть весомее оригинала.
Время одного преобразования для 128 точек (7,18 мсек). МК Атмега 8, такт 16 МГц.

IAR_AVR_FFT_C_ASSEMB.rar

а частота дискретизации?

[phanis]

При использовании встроенного АЦП Атмеги, думаю до 15 кГЦ.

[jordan]

Продолжается изучение ДПФ и БПФ... написал простое приложение на C# ДПФ на 1024 отсчета, в качестве исследуемого сигнала взял сумму 3 гармоник с разными амплитудами... Алгоритм прост и отлично работает:

Код: Выделить всё

for (int k = 0; k < 1024; k++)
            {
                for (int n = 0; n < 1024; n++)
                {
                    x_real[k] += x_n[n] * Math.Cos( (-2) * Math.PI * k * n / 1024 );
                    x_imag[k] += x_n[n] * Math.Sin( (-2) * Math.PI * k * n / 1024);
                }

                x_Ampl[k] = Math.Sqrt( x_real[k] * x_real[k] + x_imag[k] * x_imag[k] );

                
            }

но наблюдается зеркальный эффект

вопрос следующий: стоит ли бороться с зеркальным эффектом, или просто не учитывать эти частоты так как они находятся за частотой найквиста и все равно не могут быть вычислены верно ???