按 FFT 中的点数缩放 FFT 输出

电器工程 傅立叶
2022-01-27 05:08:06

在计算某个信号的 N 点 FFT 时,结果总是除以 N。我可以理解为什么这是对 N 点求和的情况,但 FFT 运算的结果通常是长度为 N 的向量,而不是而不是总和。那么,为什么作为 FFT 输出的长度为 N 的向量会按用于计算 FFT 的点数 (N) 进行缩放?谢谢。

2个回答

1/N 比例因子几乎是任意放置的。未缩放的 FFT 后跟使用完全相同的复指数旋转因子的未缩放的 IFFT 将输入向量乘以缩放器 N。为了在 IFFT(FFT()) 往返后返回原始波形(从而使它们成为反函数),一些 FFT/IFFT 实现对将 FFT 缩放 1/N,一些将 IFFT 缩放 1/N,一些都缩放 1/sqrt(N)。

不同之处在于数字傅里叶变换(以及 FFT)给出了一个大小为 N(或在某些情况下为 M)的向量,其中包含 N 个样本的总和。

因此,基本上,FFT 变换的每个点都是基于时间的样本在特定时间间隔内求和的结果。这就是你除以 N 的原因。

您可以这样考虑:您对信号进行 N 个样本的间隔;然后,您基本上将所有样本相加 N 次,但每次将它们相乘以获得不同的函数,从而允许提取特定频率(或频率范围,更准确)的信息。

最后,总而言之,不是有 N 个样本,每个样本都与一个时间间隔相关联,而是有 N 个样本(如前所述),但每个样本都与整个间隔相关,并描述特定频率范围内的信号分量.

为了完整起见,傅里叶变换有四种情况:

  1. 连续傅里叶变换,对于时间上的连续信号,在有限的时间间隔内,给出连续的频率响应;

  2. 傅里叶级数,取一个连续的周期性信号,给出离散的谐波级数,因此具有离散的频率分量;

  3. 时间离散傅里叶变换,(2) 的倒数,其中从时间离散信号给出频域中的周期函数;

  4. 数字傅里叶变换,采用离散和周期性信号来给出离散和周期性频谱。

因此,转换周期信号会产生离散频谱,反之亦然。