ARM CMSIS DSP fft 函数的正确 FFT 长度

Question

我目前正在尝试在我的 cortex m3 PSoC 5lp 芯片上使用 ARM CMSIS DSP 库。
我运行使用某些函数时遇到一些问题，我对使用函数 arm_cfft_q15（或任何 arm_cfft_*** 函数）有疑问。

说我有

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

我运行

    arm_cfft_q15(1024pt_fft, ADC_samples, sample_length);

这是 t运行形式 'in place'。现在正因为如此，由于 FFT return 的实值和虚值，它实际上只能 return 长度为 512 的 fft 还是 1024 个 FFT 样本中的 512 个？在得到 FFT 之后我做了

    arm_cmplx_mag_q15(ADC_samples, MAG_of_fft, fftlength);

其中 fftlength 是 1024。

This returns MAG_of_fft 当我绘制它时，它确实看起来确实是我期望看到的形状，但我不知道如何解释结果，因为我不知道我的 FFT 到底有多长。我告诉它我正在做一个 1024pt FFT，但它似乎只是 return 一个 512pt FFT，或者只有 1024pt FFT 的一半，一个或另一个。

所以我做对了吗？这意味着 ADC_samples 数组的长度必须是其中数据的两倍才能让我获得 1024 pt FFT？然后我可以通过告诉它 FFT 的长度是 1024 来计算使用 2048 数组的 FFT 的大小？

有人可以向我解释如何正确解释这些函数以及我应该期望多长的 FFT 吗？

Answer 1

arm_cfft 系列函数对复值信号进行运算。换句话说，使用 arm_cfft_q15 执行的 1024 点 FFT 需要 1024 个复数输入样本，这些样本由 2048 个 q15_t 值表示（交错的实部和虚部，如 CMSIS DSP Software Library documentation 中所述）。在 return 之后，缓冲区包含 1024 个复数值（2048 q15_t 值），对应于复输入信号的频域表示。

因此根据您的情况调整 this example，您将计算 FFT：

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

后续调用

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

with fftlength=1024然后将ADC_samples中的1024个复值（2048个q15_t值）减为1024个实数幅值（1024个q15_t值），并存储结果 MAG_of_fft.

如旁注，如果您实际上正在处理实值信号，那么您可以使用相同的函数并填充ADC_samples 缓冲区为零（因此使用的 ADC_samples 缓冲区是实际样本数量的两倍）。或者，您可以使用更高效的 arm_rfft 函数族（在 this section of the documentation 中描述）。

ARM CMSIS DSP fft 函数的正确 FFT 长度

proper FFT length for ARM CMSIS DSP fft function

arm

signal-processing

fft

digital

cmsis