[nvn 0]

Добрый день,
Я использую плату STM32F429-Disco, беру сигнал с АЦП делаю FFT из CMSIS библиотеки и вывожу на экран амплитудный спектр, а как получить энергетический спектр из амплитудного?
Поискал в интернете, нашел формулы, но как их применить в реальной программе не понимаю.
Вот так получаю амплитудный спектр:

       /* Initialize the CFFT/CIFFT module, intFlag = 0, doBitReverse = 1 */
        arm_cfft_radix4_init_f32(&S, FFT_SIZE, 0, 1);
        
        /* Process the data through the CFFT/CIFFT module */
        arm_cfft_radix4_f32(&S, Input);
        
        /* Process the data through the Complex Magniture Module for calculating the magnitude at each bin */
        arm_cmplx_mag_f32(Input, Output, FFT_SIZE);

Может кто уже это все проходил, и подскажет?

[Lmx2315 2]

41 минуту назад, nvn сказал:

а как получить энергетический спектр из амплитудного?

я не знаю что такое энергетический спектр, побуду тут рядом с вами в теме - может кто расскажет что это такое?

Всегда использовал то что вы назвали "амплитудным спектром" , ну иногда переводил его в логарифмический вид.

[AlexandrY 2]

1 hour ago, nvn said:

Вот так получаю амплитудный спектр:

Может кто уже это все проходил, и подскажет?

Так возводите в квадрат и получаете величину пропорциональную энергии. Умножаете на сопротивление - получаете энергию ( в случае если время существует и оно линейно ).
Это ж закон Ома для линейных частотно независимых цепей.

 А так, конечно, надо еще брать FFT по току и перемножать с FFT по напряжению

[nvn 0]

2 hours ago, Lmx2315 said:

я не знаю что такое энергетический спектр, побуду тут рядом с вами в теме - может кто расскажет что это такое?

Всегда использовал то что вы назвали "амплитудным спектром" , ну иногда переводил его в логарифмический вид.

Сам не знал, пока вот не пришлось столкнуться: https://wiki2.org/ru/Спектральная_плотность_мощности#Формальное_определение
 

58 minutes ago, AlexandrY said:

Так возводите в квадрат и получаете величину пропорциональную энергии. Умножаете на сопротивление - получаете энергию ( в случае если время существует и оно линейно ).
Это ж закон Ома для линейных частотно независимых цепей.

 А так, конечно, надо еще брать FFT по току и перемножать с FFT по напряжению

В результате FFT получил массив Output[]  с амплитудами. Их возводить в квадрат? То получу величину пропорциональную энергии, хм 

[AVI-crak 0]

Перемножать уровень чётных гармоник, уже после бпф. БПФБПФ

[Aleksandr Baranov 1]

Что на что умножать? И что станет с нечетными гармониками?

[AVI-crak 0]

3 hours ago, Aleksandr Baranov said:

что станет с нечетными гармониками

Все будут перемножены, но по порядку. Для каждой новой частоты будут свои четные гармоники.

Есть готовые решения - голосовые вокодеры.

[Tarbal 4]

У вас результат комплексный? Может быть амплитуда и фаза. Это одно и то же, но разное представление.

Одно из свойств преобразования Фурье -- теорема Парсеваля. Она об энергии. Энергия до преобразования равняется энергии после преобразования. Поищите в инете детали:
https://ru.wikipedia.org/wiki/Теорема_Парсеваля

[AlexandrY 2]

2 hours ago, Tarbal said:

У вас результат комплексный? Может быть амплитуда и фаза. Это одно и то же, но разное представление.

теорема Парсеваля - это всего лишь о том, что возводить в квадрат можно как до, так и после FFT.
Но после FFT в квадрат придется возводить комплексные числа   
Но если возводить до, то часто придется отдельно делать FFT для напряжений (поскольку это нужней) и для мощностей. Т.е. два FFT
Вот и вся дилемма.  

[nvn 0]

11 hours ago, AVI-crak said:

Перемножать уровень чётных гармоник, уже после бпф. БПФБПФ

после функции arm_cfft_radix4_f32 (&S, Input); получаем результат БПФ - массив с комплексными величинами в виде Input[] = {real[0], imag[0], real[1], imag[1], ...}
и такой же вопрос:

8 hours ago, Aleksandr Baranov said:

Что на что умножать? И что станет с нечетными гармониками?

 

 

3 hours ago, Tarbal said:

У вас результат комплексный? Может быть амплитуда и фаза. Это одно и то же, но разное представление.

Одно из свойств преобразования Фурье -- теорема Парсеваля. Она об энергии. Энергия до преобразования равняется энергии после преобразования. Поищите в инете детали:
https://ru.wikipedia.org/wiki/Теорема_Парсеваля

Да, формулы такие видел, но слаб в математике, и тем более их применению на ЭВМ 
Надо в матлаб глянуть

59 minutes ago, AlexandrY said:

теорема Парсеваля - это всего лишь о том, что возводить в квадрат можно как до, так и после FFT.
Но после FFT в квадрат придется возводить комплексные числа   
Но если возводить до, то часто придется отдельно делать FFT для напряжений (поскольку это нужней) и для мощностей. Т.е. два FFT
Вот и вся дилемма.  

т.е. может я всё усложняю? т.к. :
после функции arm_cfft_radix4_f32 (&S, Input); получаем результат БПФ - массив с комплексными величинами в виде Input[] = {real[0], imag[0], real[1], imag[1], ...}
а функция:
arm_cmplx_mag_f32(Input, Output, FFT_SIZE) - Computes the magnitude of the elements of a complex data vector.  -- дает амплитуды?
а если применить:
arm_cmplx_mag_squared_f32 - Computes the magnitude squared of the elements of a complex data vector. -- а это то что мне нужно?
 

[AlexandrY 2]

11 minutes ago, nvn said:

arm_cmplx_mag_squared_f32 - Computes the magnitude squared of the elements of a complex data vector. -- а это то что мне нужно?

Точняк!

Но помнить, что это все для линейной пассивной нагрузки.

[scifi 1]

Почему не используем Real FFT functions?

https://www.keil.com/pack/doc/CMSIS/DSP/html/group__RealFFT.html

Ну и для получения красивых картинок полезно накладывать окно, усреднять много спектров, выводить в логарифмическом масштабе.

[AlexandrY 2]

2 minutes ago, scifi said:

Почему не используем Real FFT functions?

https://www.keil.com/pack/doc/CMSIS/DSP/html/group__RealFFT.html

Ну и для получения красивых картинок полезно накладывать окно, усреднять много спектров, выводить в логарифмическом масштабе.

А лучше сразу в Simulink-е бросить блок из вкладки Power Spectrum Estimator и сгенерировать исходники под ARM Cortex-M
И Matlab сам там выберет самые подходящие функции из библиотеки CMSIS DSP 

[scifi 1]

40 minutes ago, AlexandrY said:

А лучше сразу в Simulink-е бросить блок из вкладки Power Spectrum Estimator и сгенерировать исходники под ARM Cortex-M
И Matlab сам там выберет самые подходящие функции из библиотеки CMSIS DSP 

Как двое из ларца. Может, этот симулинк может пропустить все эти промежуточные шаги и сразу выдать зарплату?

[Aleksandr Baranov 1]

5 hours ago, nvn said:

Да, формулы такие видел, но слаб в математике, и тем более их применению на ЭВМ 
Надо в матлаб глянуть

 

Ну так, https://www.mathworks.com/help/signal/ug/power-spectral-density-estimates-using-fft.html