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数值模拟实验中,快速傅里叶变换(FFT)是信号处理的核心工具之一。本文将介绍如何利用MATLAB实现基于蝶形算法的FFT变换,并针对指数函数进行正变换及逆变换的完整实验流程。
蝶形算法是FFT计算的高效实现方式,通过分治策略将离散傅里叶变换(DFT)的复杂度从O(N²)降至O(N log N)。在MATLAB中,可以通过递归或迭代方式实现该算法。对于指数函数这类光滑函数,FFT能有效捕捉其频域特征,而逆变换则可精确还原原始信号。
实验报告中通常需包含以下分析: 算法对比:比较蝶形算法与直接DFT计算的效率差异; 误差评估:验证正/逆变换后信号的还原精度,尤其是高频分量; 参数影响:研究采样点数对指数函数频谱分辨率的影响。
通过此实验,读者可深入理解FFT的底层原理及其在数值计算中的实际应用场景。