• 状态 Resolved
  • 已锁定 已锁定
  • 回复 5 回复
  • 订户 0 订户
  • 视图 728 视图
  • 用户 0 会员在此处
选项
选项
相关

This thread has been locked.

If you have a related question, please click the "Ask a related question" button in the top right corner. The newly created question will be automatically linked to this question.

[参考译文] MSP430FR5994：使用LEA计算FFT

admin
Guru**** 2387080 points
Other Parts Discussed in Thread: MSP430FR5994
请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/microcontrollers/msp-low-power-microcontrollers-group/msp430/f/msp-low-power-microcontroller-forum/583803/msp430fr5994-fft-calculation-using-lea

部件号：MSP430FR5994

您好，

我有一位客户正在MSP430FR5994中评估LEA。
他使用加速度数据(x，y，z)作为输入，并使用LEA计算FFT。
这些输入值介于-40至+40 [m/s^2]之间。

现在我要回答以下问题：
Q1)根据DSPLIB API指南，只有Q15和IQ31格式可以用作定点类型。
因此，在LEA操作之前，所有输入值都需要在-1和+1之间标准化，并转换为Q15或IQ31格式，正确吗？

Q2) LEA支持的最大FFT长度是多少？ 是否可以使用4096？

Q3)假设FFT长度为256，采样率为50Hz，我们获得256个输出数据。
Q3-1) 256数据如何对应于频率？
Q3-2)根据DSPLIB API指南，如果使用MSP_FFT_FIXED_Q15()，则输出值除以128。
(我想原因是为了避免溢出)
是否可以将结果乘以128以获得原始值？

Q4)输出值包括负值和正值。
通常，FFT结果仅为正值，例如当使用CCS“FFT Magnitude Graph”时。
是否有任何选择可以获得此类正值？

谢谢，此致，
Kot

  • 0
    TI__Guru**** 2387080 points
    请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好，Kot，

    1. Q15和IQ31是FFT功能的精度，分别在16位和32位输入上运行。 FFT的输入可以是任何整数或固定点类型，结果将是相同的格式，如果FFT的输入是整数数组，则结果也将是整数。
    2. LEA支持的最大FFT长度受可用RAM和对齐要求的限制。 MSP430FR5994具有共享RAM的4 KB ，但其中一些是分配给LEA堆栈的，因此FFT的最大大小为1024点(Q15为2048字节)。 如果将来的设备具有更多的共享RAM，则可以使用更大的FFT大小，但目前1024是使用LEA可能使用的最大FFT大小。
    3. FFT的结果是复杂对数组，256点实数FFT将有128个复杂对结果。 每个结果的频率分辨率是采样频率除以大小，因此在您的情况下，每个结果对应于0.195.3125万 Hz (50 Hz / 256)。 由于实际FFT仅计算频率范围的前半部分，因此结果范围为0 Hz (指数0)至24.804.6875万 Hz (指数127)。
    4. 结果被缩放以防止溢出，除非您要计算真正的FFT结果，否则不必进行缩放。
    5. 如上面的#3所示，每个结果实际上是一对复杂的结果。 复数对可用于计算幅度和相位，其幅度仅为sqrt (实数^2 + imag^2)，相位为arctan (实数，实数)。 如果要获得与CCS FFT计算相同的结果，则需要在FFT之后执行此步骤。

    希望上述内容能回答您的问题，它也可能有助于进一步研究傅立叶变换，以便更好地了解它们是什么以及结果的含义

    此致，

    Brent Peterson

  • 0
    TI__Guru**** 2387080 points
    请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好，Brent，

    感谢您的详细回答！
    我能够获得FFT结果，并将其与Excel FFT计算的结果进行比较。
    请参阅随附的Excel表格以获取摘要。

    e2e.ti.com/.../FFT-with-LEA_5F00_iq31.xlsx

    在“Data to Hex”(十六进制数据)表中，被红线包围的数据用作LEA输入数组。
    在“LEA_X_FFT”，“LEA_Y_FFT”和“LEA_Z_FFT”工作表中，用红线表示的数据是LEA输出的数据。
    我计算了幅度，并将其与Excel数据分析(“Excel的FFT”表)计算的FFT结果进行了比较。

    如您所见，LEA和Excel结果的频率特征相同。
    但低浓缩铀结果中的绝对值幅度要高得多。
    您知道为什么会出现这种差异吗？

    谢谢，此致，
    Kot

  • 0
    TI__Guru**** 2387080 points
    请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。
    不同的FFT具有不同的缩放比例。
  • 0
    TI__Guru**** 2387080 points
    请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    Kot，

    更具体地说，Excel工作表中LEA结果的大小正好是Excel参考FFT结果的两倍。

    正如Keith指出的那样，不同的FFT实施具有不同的扩展能力。 在这种情况下，结果按2进行缩放，因为您使用的是优化的Real FFT函数，该函数仅计算转换的前半部分(后半部分是围绕N/2镜像的前半部分的复数偶联物)。 最简单的思考方式是将频谱后半部分的组件包括在前半部分中，这样实际FFT的总功率等于复杂FFT的功率。 实际FFT算法在MSP_split_iq31函数的注释块中有更详细的解释，并引用了以下应用说明 ：www.ti.com/.../spra291.pdf

    如果您修改代码以使用复杂FFT函数(MSP_cmplx_FFT_iq31)，您将得到一个与Excel结果非常匹配的结果。 复杂的FFT函数平均需要两倍的时间，因此不建议在输入数据都是真实数据时使用它们，但您可以使用它们来比较结果。

    此致，

    布伦特

  • 0
    TI__Guru**** 2387080 points
    请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好，Brent，

    感谢您的详细回答。
    我了解实际FFT结果是参考FFT计算的两倍。

    我发现MSP_FFT_FIXED_Q15()提供了与MSP_FFT_iq31()不同的结果。
    MSP_FFT_FIXED_Q15()结果与Excel执行的参考FFT计算完全相同。
    请参阅附件。

    要将输入数据置于Int16刻度范围内，它们被除以3 (对于Y值)或15 (对于Z值)。
    因此结果乘以3 (对于Y)或15 (对于Z)。
    然后所有的X，Y，Z乘以128，因为MSP_FFT_FIXED_Q15()应用1/128的缩放系数。
    e2e.ti.com/.../FFT-with-LEA_5F00_q15.xlsx
    我认为MSP_FFT_iq31()和MSP_FFT_FIXED_Q15()都使用相同的实际FFT算法，除了：
    -输入数据格式(16或32位)
    -缩放(带或不带缩放)
    您知道为什么它们显示不同的缩放结果吗？

    谢谢，此致，
    Kot