基于Labview的快速傅里叶变换的实现.doc

基于Labview的快速傅里叶变换的实现 LabVIEW 是一种程序开发环境，类似于 BASIC 开发环境；但 LabVIEW 与其它计算机语言相比，有一个特别重要的不同点：其它计算机语言都是采用基于文本的语言产生代码行；而 LabVIEW 使用图形化编程语言 G 语言编写程序，产生的程序是框图的形式。LabVIEW 的函数库包括数据采集、GPIB、串口控制、数据分析、数据显示与数据存储等。LabVIEW 也有传统的程序调试工具，如设置断点、以动画形式显示数据与其通过程序（子VI）的结果、单步执行等，便于程序的调试。 快速傅里叶变换（FFT）是一种离散傅立叶变换的快速算法，它是根据离散傅立叶变换的奇、偶、虚、实等特性，对离散傅立叶变换的算法进行改进获得的。DFT 对于 X（K）的每个 K 值，需要进行4N 次实数相乘和（4N-2）次相加，对于 N 个 k 值，共需 N*N 乘和 N（4N-2）次实数相加。改进 DFT 算法，减小它的运算量，利用 DFT 中的周期性和对称性，使整个 DFT 的计算变成一系列迭代运算，可大幅度提高运算过程和运算量，这就是 FFT 的基本思想。 在这里利用 LabVIEW 来实现快速傅立叶变化。单一频率正弦信号的 FFT 采用 Labview 的信号产生模板提供的常用的信号发生器，从中找到正弦信号发生器，使其产生一个正弦信号。将此正弦信号输入到实数 FFT.vi 中的 X 端进行快速傅里叶变换处理，使时域信号转换为频域信号。然后经过复数至极坐标转换后将其显示出来。 在 Labview 的信号产生模板提供的常用的信号发生器中找到均匀白噪声发生器，使其产生一个均匀白噪声，再将均匀白噪声输入到一个巴特沃斯高通滤波器，使其产生一个高频噪声，将此高频噪声与一正弦信号合并从而产生一个混合信号。再将混合信号输入到一个低通滤波器进行低通滤波，滤掉高频噪声。将滤波后的信号输入到实数 FFT.vi 中的 X 端进行快速傅里叶变换处理，使时域信号转换为频域信号。然后经过复数至极坐标转换后将其显示出来。 LabVIEW 的虚拟仪器（Virtual Instrument，简称 VI）包括三部分：前面板、框图程序和图标/连接器。前面板用于设置输入量和观察输出量。它模拟真实仪器的前面板。其中，输入量被称为 Controls（控件），用户可以通过控件向 VI 中设置输入参数等；输出量被称为 Indicators（指示器），VI 通过指示器向用户提示状态或输出数据等。用户还可以使用 LabVIEW 的函数库和调试工具来实现快速傅里叶变换。