在本文中,我们将深入探讨如何使用Qt库进行快速傅里叶变换(FFT)以及如何绘制频谱,并理解时域与频域之间的转换。Qt是一个跨平台的C++图形用户界面应用程序开发框架,而FFT是数字信号处理中的核心算法,用于将信号从时域转换到频域。 让我们了解什么是FFT。FFT是一种高效的算法,用于计算离散傅里叶变换(DFT)的逆变换。DFT是分析周期性信号频率成分的主要工具。在Qt中,我们通常会借助外部库如FFTW来实现FFT功能,因为Qt本身并不直接提供FFT的实现。 FFTW是一个开源的、高性能的FFT库,提供了C和C++接口。要在Qt项目中使用FFTW,你需要首先下载并将其添加到你的项目依赖中。在C++代码中,你可以通过`#include `来引入FFTW的头文件。 接下来,让我们看看如何在Qt中实现FFT和频谱绘制: 1. **数据准备**:你需要准备一个包含时间序列数据的数组。这可能是从麦克风、传感器或其他数据源获取的样本。这些样本代表了信号在时域中的表示。 2. **FFTW配置**:创建FFTW计划,这是执行FFT的基础。使用`fftw_plan_dft_r2c`或`fftw_plan_dft_c2r`(根据输入是否为实数)来创建计划。计划的创建需要指定输入和输出数组,以及转换的方向(前向或反向)。 3. **执行FFT**:使用创建的计划执行实际的FFT操作。在FFTW中,这通常通过调用`fftw_execute`完成。 4. **频谱分析**:由于FFT的结果是复数,我们需要计算幅度谱。这可以通过对结果取绝对值并取平方根得到。对于功率谱,还需要除以输入信号的长度。 5. **绘制频谱**:Qt提供了QPainter和QGraphicsView等类来绘制图形。创建一个QGraphicsView,设置适当的坐标轴范围,然后使用QPainter在画布上绘制频谱曲线。记得考虑Y轴对数缩放以显示更广泛的频率范围。 6. **时域与频域转换**:通过反向FFT(IFFT),可以将频域信号转换回时域。这个过程是FFT的逆操作,使用`fftw_plan_dft_c2r`创建计划,然后执行`fftw_execute`。 7. **IQ调制解调**:在标签中提到了IQ,这是一种数字调制技术,使用复数信号(I代表实部,Q代表虚部)来携带信息。在频域处理中,IQ数据可以更方便地表示和处理。在Qt中,可以使用类似的方法进行IQ调制和解调。 在实际应用中,你可能需要考虑窗函数的应用,以减少信号处理过程中的混叠效应。此外,对于实时信号处理,可能需要使用缓冲区和多线程技术来确保数据流的连续性和高效性。 Qt结合FFTW库可以有效地实现时域到频域的转换,绘制频谱图,并进行IQ调制解调。通过理解这些概念和步骤,你可以创建出强大的数字信号处理应用。
2024-07-22 16:20:18 9.65MB FFT
1
本文讨论了宽带时域测量技术应用于测量电磁干扰(EMI) 时所具备的优势。宽带时域测量技术用于EMI测量时,其数字信号处理能力使它能够实时仿真传统模拟设备的各种测量模式,如峰值检测模式、平均值检测模式、 RMS检测模式和类峰值检测模式。同时,它还能引入诸如相位谱、短时谱、统计评估以及基于FFT的时-频分析方法等新的分析理念。由于时域技术允许对整个 信号谱内的幅度和相位信息进行并行处理,因此测量时间至少可以缩短一个数量级。本文还讨论了该技术中用到的信号处理算法和利用时域电磁干扰系统(TDEMI)进行实际测量得到的测量结果。
2024-06-20 18:48:17 156KB EMC|EMI
1
《FDTD Solutions软件教程——微纳光学仿真利器》 FDTD Solutions是一款强大的微纳光学领域仿真软件,基于Lumerical公司开发的时域有限差分法(Finite-Difference Time-Domain,简称FDTD)。该软件广泛应用于光学器件、超表面等微纳结构的设计和分析,具有直观易用的计算机辅助设计模拟编辑功能,丰富的材料数据库,以及强大的脚本语言支持,为科研和工程人员提供了灵活多样的仿真工具。 在最新版8.6中,FDTD Solutions引入了一系列新特性,如用户可定义的材料模型,允许用户直接修改更新方程,以适应各种非线性、负折射率等复杂材料的建模。此外,新增了对非对角各向异性介质的支持,可以处理具有9元介电常数张量矩阵的材料,这对于研究光在复杂材料中的传播行为至关重要。 软件的材料数据库不断更新,加入了如顺磁性材料、拉曼-可尔模型和四级、二电子激光模式等新材料模型,能够模拟硅的拉曼效应、孤子传播和激光动力学等现象。同时,用户可以通过应用程序库获取这些新材料模型的示例,进行实际操作学习。 FDTD Solutions的脚本语言功能强大,涵盖了系统控制、变量操作、运算符、函数、循环和条件语句、绘图命令、实体对象的添加和操作、模拟计算运行、量度与规范化、测量和优化数据、近场和远场投影、光栅投影等功能。这使得用户可以编写自定义脚本来实现复杂的仿真需求,极大地扩展了软件的适用范围。 在模拟计算方面,FDTD Solutions提供了模式扩展监视器、可旋转模式光源和场分析工具,便于用户分析计算结果。新版本还改进了材料拟合功能,增强了计算结果的管理和可视化,以及支持在任意角度导入TFSF光源,提升了模拟的准确性和效率。 7.5及更早版本也引入了诸如参数扫描、优化处理、实体对象库、并行模拟计算等特性,逐步完善了软件的功能,使其在微纳光学仿真领域保持着领先地位。 FDTD Solutions的安装和许可流程简化,支持多种操作系统,如Mac OS X和Windows 7,以及共形网格的使用,都表明了其致力于提供跨平台、高效且用户友好的解决方案的决心。 总之,FDTD Solutions是微纳光学领域不可或缺的仿真工具,通过其强大的功能和持续的更新,为科研人员提供了精确、全面的模拟环境,推动了微纳光学技术的发展和创新。对于希望深入理解和应用微纳光学的人来说,掌握FDTD Solutions的操作和应用无疑将大大提高其研究和设计能力。
1
matlab由频域变时域的代码欢迎来到lte-sidelink项目页面 lte-sidelink是由MATLAB在中开发的开放软件库,它实现了3GPP LTE sidelink接口的最重要功能。 介绍 Sidelink是3GPP Release 12中引入的一项新LTE功能,旨在实现基于传统蜂窝的LTE无线电接入网络中的设备到设备( D2D )通信。 Sidelink在版本13和14中得到了丰富,具有各种功能。 D2D适用于公共安全和商业通信用例,并且最近(第14版)适用于车对车( V2V )场景。 在传统的上行链路/下行链路中,两个UE通过Uu接口进行通信,并且数据始终穿越LTE eNB。 不同地,侧链使得能够使用新定义的PC5接口在近端UE之间进行直接通信,并且数据不需要遍历eNB。 以这种方式提供的服务通常被称为“邻近服务”(或ProSe),并且支持该功能的UE启用了“ ProSe”功能的UE。 该库提供了(几乎)对3GPP标准中描述的侧链物理信号,物理信道和传输层功能的完整实现。 此外,它还提供了必要的接收器处理功能,以生成和/或恢复经过仿真/仿真或通过无线发送并从SDR板捕获
2024-05-26 10:36:36 250KB 系统开源
1
Middleton提出的Class-A类脉冲噪声模型,可以用于加在AWGN上
2024-04-27 00:01:28 2KB
1
OFDM 时域及频域 MATLAB 仿真
2024-04-07 21:11:20 2KB matlab
1
故障诊断,时域特征提取,包含有量纲参数和无量纲参数,一共17个特征参数值;频域特征提取,一共3个特征参数值;时频域特征提取,一共18个特征参数值;所有matlab程序代码均有详细注解说明,直接代入原始数据运行即可得到结果。
2024-03-24 20:15:03 2.01MB matlab 故障诊断 特征提取
1
matlab终止以下代码 Vulture:用于电磁仿真的开源FDTD解算器 应用电磁学()应用求解程序Vulture是用于电磁仿真的非均匀结构化网格代码。 它是在上开发的,用于电磁兼容性(),计算电磁学()和的研究。 代码功能 该代码当前具有以下功能: 不均匀的网格允许均匀的立方体和均匀的长方体特殊情况。 外部网格表面可以独立地是完美电导体(PEC),完美磁导体(PMC),完美匹配层(),解析Mur吸收边界条件(ABC)或周期性边界条件。 单轴完美匹配层(UPML)实现,可以终止任意不均匀介质。 高斯脉冲,紧凑型脉冲,正弦波倾斜,微分脉冲和用户定义的波形。 分布的软,硬电场和磁场,电流密度,电流和理想电压源。 电阻电压和电流源总成。 内部PEC表面。 简单的各向同性介质,具有与频率无关的介电常数,电导率和(实际)磁导率。 使用广义多极Debye色散关系的任意电色散介质。 以面为中心的两侧表面阻抗边界条件,可有效地建模与频率相关的薄材料表面(,)。 全场散射场(TFSF)平面波源,也称为惠更斯面源,用于多次平面波激励。 该实现支持部分惠更斯曲面,并具有针对均匀立方网格的网格分散优化。 二
2024-03-02 10:23:00 16.99MB 系统开源
1
一种基于短时域模型预测控制的双向DC-DC变换器,刘畅,丁宝,本文针对双向DC-DC变换器的工作特性,提出了一种短时域模型预测控制方法。文章通过对已选的双向DC-DC变换器工作特性的研究,得到其�
2024-02-25 17:44:15 517KB 首发论文
1
金属纳米材料因其特有的局域表面等离激元共振(LSPR)特性而广泛应用于半导体材料发光、太阳能电池、表面增强拉曼散射探测、光电化学等领域。Ag由于其在特定波段极低的吸收损耗而被视为优秀的LSPR候选材料。以Ag纳米结构作为研究对象, 利用时域有限差分法(FDTD)对圆柱形Ag纳米结构的近场局域增强和远场散射特性进行了系统的模拟与分析。结果表明Ag纳米结构的尺寸、间距及衬底折射率均会对LSPR 效果产生显著影响, 可以通过改变结构参数来调控Ag纳米结构的LSPR特性。
2024-02-20 16:07:53 8.46MB 物理光学 时域有限 physical
1