background image

             Subjec: Signals and Systems 
             Lecture 9 

Lecture: Dr.Manal Kadhim 

 

 

Electromechanical Eng.Department                                                         
Electromechanical Systems Branch                                             
Fourth Year. 

 

 

1

 

 

F

F

a

a

s

s

t

t

 

 

F

F

o

o

u

u

r

r

i

i

e

e

r

r

 

 

T

T

r

r

a

a

n

n

s

s

f

f

o

o

r

r

m

m

 

 

     DFT  is  defined  for  finite  duration  sequences.  Although  it  is  a  computable 

transform,  the  straight  forward  implementation  is  very  inefficient,  especially  when 

the sequence length N is large. 

This  led  to  development  of  other  efficient  algorithms.  All  these  algorithms  are 

collectivity known as Fast Fourier Transform algorithms.  

Fast Fourier Transform Representation

 

The basic strategy that is used in the FFT algorithm is one of "divide and conquer." 

which involves decomposing an N-point DFT into successively smaller DFTs. To see 

how this works, suppose that the length of x(n) is even (i.e., N is divisible by 2). If 

x(n) is decimated into two sequences of length N/2, computing the N/2-point DFT of 

each  of  these  sequences  requires  approximately

  multiplications  and  the 

same number of additions. Thus, the two DFTs require 

 multiplies 

and adds. Therefore, if it is possible to find

 the N-point DFT of x(n) from these 

two N/2-point in fewer than 

operations 

Decimation-in-Time FFT 

The  decimation-in-time  FFT  algorithm  is  based  on  splitting  (decimating)  x(n)  into 

smaller sequences and finding X ( k ) of these decimated sequences.  

Let x(n) be a sequence of length N = 

  , and suppose that x(n) is split (decimated) 

into  two  subsequences,  each  of  length  N/2.  As  illustrated  in  Fig.  (1),  the  first 

sequence, g(n), is  formed from the even-index terms, 

 

 

and the second, h(n), is formed from the odd-index terms 

 


background image

             Subjec: Signals and Systems 
             Lecture 9 

Lecture: Dr.Manal Kadhim 

 

 

Electromechanical Eng.Department                                                         
Electromechanical Systems Branch                                             
Fourth Year. 

 

 

2

 

 

 
 
 
 

In terms of these sequences, the N -point DFT of x(n) is 

 

                  

…………………   ..

 (3) 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figure (1): decimation the sequence of length N=8  by a factor of 2.

 

 

 

 

 
Because ,                             

Eq. ( 3 ) may be written as 

 

                                                           

(4) 

 
 
Note that the first term is the N/2-point DFT of g(n), and the second is the N/2-point 

DFT of h(n): 

                                      

(5) 

 

It can be seen that the DFT algorithm of Eq. (4) is composed of 2 DFTs of size N/2.  

Figure (2) shows the flow graph for the computation of an elementary 2-point DFT 

called a butterfly. 

(2)

 


background image

             Subjec: Signals and Systems 
             Lecture 9 

Lecture: Dr.Manal Kadhim 

 

 

Electromechanical Eng.Department                                                         
Electromechanical Systems Branch                                             
Fourth Year. 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

Figure (2):

 2

-point DFT 

 

A block diagram showing the computations that are necessary for the first stage of an 

eight-point decimation-in-time FFT is shown in Fig. (3). 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fig. (3). An eight-point decimation-in-time FFT algorithm after the first decimation 

 

where  the  first  term  is  the  N  /4-point  DFT  of  the  even  samples  of  g(  n  )  and    the 

second  is  the  N/4-point  DFT  of  the  odd  samples.  A  block  diagram  illustrating  this 

decomposition  is  shown  in  Fig.  (4).  If  N  is  a  power  of  2,  the  decimation  may  be 

continued until there are only two-point DFTs . 


background image

             Subjec: Signals and Systems 
             Lecture 9 

Lecture: Dr.Manal Kadhim 

 

 

Electromechanical Eng.Department                                                         
Electromechanical Systems Branch                                             
Fourth Year. 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fig. (4): Decimation of the four-point DFT into two two-point 

DFTs in the decimation-in-time FFT.

 

 

Example (1): 
 

Given  a  sequence  x(n)  where  x(0)  =  1,  x(1)  =  2,  x(2)  =  3,  x(3)  =  4  and  x(n)  =  0 

elsewhere ,find DFT for the first four points 

 

 

 

 

 

 


background image

             Subjec: Signals and Systems 
             Lecture 9 

Lecture: Dr.Manal Kadhim 

 

 

Electromechanical Eng.Department                                                         
Electromechanical Systems Branch                                             
Fourth Year. 

 

 

5

 

 

 

 


background image

             Subjec: Signals and Systems 
             Lecture 9 

Lecture: Dr.Manal Kadhim 

 

 

Electromechanical Eng.Department                                                         
Electromechanical Systems Branch                                             
Fourth Year. 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


background image

             Subjec: Signals and Systems 
             Lecture 9 

Lecture: Dr.Manal Kadhim 

 

 

Electromechanical Eng.Department                                                         
Electromechanical Systems Branch                                             
Fourth Year. 

 

 

7

 

 

 

Draw the signal flowgragh of 4- point FFT and used it to find DFT of sequence 

x[n]={-1,2,1.3}. 

 




رفعت المحاضرة من قبل: ضرغام العزاوي
المشاهدات: لقد قام عضوان و 101 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل