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日志

4阶移位循环卷积窗的形成过程

已有 1459 次阅读2012-4-12 22:38 |个人分类:apDIQ|

     以N=3矩形窗为例
    1cfft用了1个长N序列, 见图1
     2cfft用了3个长N序列, 这些序列在数据序列中的采样时间以及移位后的排列见图1, 它是1cfft中昀1个长N序列和[1 1 1]的线性卷积, 2cfft的数据组有一个特点, 它都包含了X(0), 而且将所有长N截断中包含X(0)的序列都慨恬了, 所以称为全相位数据组.    
      囱1中2cfft上图的3行之和即为2阶线张卷积窗后的信号,[X-2  2X-1 3X0  2X1  X2],
      图1中2cfft下图(移位后的排列见)的3行之和即为2阶线张卷积窗后的信号,fft前的信号[X-2  2X-1 3X0  2X1  X2]

     图中左侧的i值是apfft证明公式中的f(n-i)及移位位数i

 

                                      

                图1 1cfft, 2cfft的采样时间以及移位后的排列

     3cfft用了9个长N序列, 这些序列在数据序列中的采样时间以及移位后的排列见图2, 它是2cfft中昀全相位数据组和[1 1 1]的线性卷积, 3cfft的数据组中有的长N序列中不包含X(0), 但这个序列和包含X(0)序列在一个全相位数据组中.

     囱2中3cfft上图的9行之和即为3阶线张卷积窗后的信号[ X-3  3X-2  6X-1 7X0  6X1  3X2  X3], 图2中3cfft下图(移位后的排列见)的9行之和即为3阶循环张卷积窗后的信号[7X0+X3+X-3  6X1+3X-2  3X2+6X-1]

                                          图2    3cfft的采样时间以及移位后的排列

      4cfft用了27个长3序列, 4cfft的采样时间见图3,它是3cfft中昀数据组和[1 1 1]的线性卷积, 4cfft有9个3x3全相位数据组, 这9全相位数据组都包含X0, 而且将包含X0的3x3全相位数据组都包含了,X0遍历3x3全相位数据组27个位置中的每一个位置.

      图3中4cfft的27行之和即为4阶循环张卷积窗后的信号[X-4  4X-3  10X-2  16X-1 19X0  16X1  10X2  3X3 X4],

                                            图3       4cfft的采样时间

       4cfft移位后的排列见图4,图4中4cfft的27行之和即为4阶循环张卷积窗后的信号[19X0+4X3+4X-  16X1+10X-2+X4  16X-1+10X2+X-4]

                                                            图4        4cfft移位后的排列

          图1,2,3,4N=3矩形窗为例说明各阶循环卷积窗的序列采样时刻和移位后的安排,是最简单的例子,用於数学证明插值公式.但矩形窗系数为1, 如何加窗的过程不能明显看出.

      为了显示各阶循环卷积窗形成过程.下面再以N=3三角窗为例说明各阶循环卷积窗的加窗过程, 及其序列采样时刻和移位后的安排.

     1-4cfft简称1-4

    图5为加1,2窗时的加窗过程

     1窗只有1, 横向加窗[1 2 1]

      2窗有3, 每行横向加窗[1 2 1](图52窗左图), 纵向3行加窗{1 2 1}’后得加2窗后的采样图形(52窗右图). 图52窗右图的3行之和即为加2(2阶线性卷积窗)后的信号, 图52窗下图显示移位后的排列, 图52窗下图的3行之和即为2(2阶循环卷积窗)后的信号,2fft前的信号[6X0  4X1+X-2  X2+4X-1]

                                                 图5    1,2窗时的形成过程

 

       3窗有9, 图63窗左图由3个图52窗右图组成, 再纵向9行加窗{1 1 1 2 2 2 1 1 1}’得加3窗后的采样图形(图63窗右图). 图63窗右图的9行之和即为3(3阶线性卷积窗)后的信号,

[ X-3  6X-2  15X-1 20X0  15X1  6X2  X3],

      3窗下图显示加3窗移位后的排列,9行之和为3(3阶循环卷积窗)后的信号,即为3fft前的信号

[7X0+X3+X-3  6X1+3X-2  3X2+6X-1]

                                                图6    3窗的形成过程

 

 

        图7为加4窗时的加窗过程. 4窗有27, 图74窗左图由33窗右图组成, 再纵向27行加窗{1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1}’ 得加4窗后的采样图形(4窗右图), 27行之和即为4窗加3阶线性卷积窗后的信号

[X-4  8X-3  28X-2  56X-1 70X0  56X1  28X2  8X3   X4],

                                              图7    4窗的形成过程

 

图8为加4窗时的移位后的排列,27行之和即为4窗循环卷积窗后的信号,4fft前的信号

[8X-3+70X3+8X3  28X-2+56X1+X4  X-4+56X-1+28X2]

 

                       图8    4窗移位后的排列

 

          图1 2 3 4,5,6,7,8显示的1134窗的形成过程, 也是1234维信号在2维平面上的形成过程及显示图.是在平面上显示高维信号的实例.

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