数字信号处理高西全实验报告三

-PAGE1-《数字信号处理》实验报告实验三：用FFT对信号作频谱分析专业网络 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 班级3班学号　201611xxxx学生姓名dean任课教师曾蓉辅导教师2018年4月19日一、实验目的学习用FFT对连续信号和时域离散信号进行谱分析的方法，了解可能出现的分析误差及其原因，以便正确应用FFT。二、实验原理用FFT对信号作频谱分析是学习数字信号处理的重要内容。经常需要进行谱分析的信号是模拟信号和时域离散信号。对信号进行谱分析的重要问题是频谱分辨率D和分析误差。频谱分辨率直接和FFT的变换区间N有关，因为FFT能够实现的频率分辨率是，因此要求。可以根据此式选择FFT的变换区间N。误差主要来自于用FFT作频谱分析时，得到的是离散谱，而信号（周期信号除外）是连续谱，只有当N较大时离散谱的包络才能逼近于连续谱，因此N要适当选择大一些。周期信号的频谱是离散谱，只有用整数倍周期的长度作FFT，得到的离散谱才能代 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 周期信号的频谱。如果不知道信号周期，可以尽量选择信号的观察时间长一些。对模拟信号进行谱分析时，首先要按照采样定理将其变成时域离散信号。如果是模拟周期信号，也应该选取整数倍周期的长度，经过采样后形成周期序列，按照周期序列的谱分析进行。三、实验内容1）对以下序列进行谱分析。　　　　　　选择FFT的变换区间N为8和16两种情况进行频谱分析。分别打印其幅频特性曲线。并进行对比、分析和讨论。（2）对以下周期序列进行谱分析。选择FFT的变换区间N为8和16两种情况分别对以上序列进行频谱分析。分别打印其幅频特性曲线。并进行对比、分析和讨论。（3）对模拟周期信号进行谱分析选择采样频率，变换区间N=16,32,64三种情况进行谱分析。分别打印其幅频特性，并进行分析和讨论。四、程序源码与运行结果(1)实验源程序：x1n=[ones(1,4)];M=8;xa=1:(M/2);xb=(M/2):-1:1;x2n=[xa,xb];x3n=[xb,xa];X1k8=fft(x1n,8);X1k16=fft(x1n,16);X2k8=fft(x2n,8);X2k16=fft(x2n,16);X3k8=fft(x3n,8);X3k16=fft(x3n,16);%以下绘制幅频特性曲线n=0:length(X1k8)-1;subplot(3,2,1);stem(n,abs(X1k8),'.');xlabel({'ω/π';'8点DFT[x1(n)]'});ylabel('幅度');n=0:length(X1k16)-1;subplot(3,2,2);stem(n,abs(X1k16),'.');xlabel({'ω/π';'16点DFT[x1(n)]'});ylabel('幅度');n=0:length(X2k8)-1;subplot(3,2,3);stem(n,abs(X2k8),'.');xlabel({'ω/π';'8点DFT[x2(n)]'});ylabel('幅度');n=0:length(X2k16)-1;subplot(3,2,4);stem(n,abs(X2k16),'.');xlabel({'ω/π';'16点DFT[x2(n)]'});ylabel('幅度');n=0:length(X3k8)-1;subplot(3,2,5);stem(n,abs(X3k8),'.');xlabel({'ω/π';'8点DFT[x3(n)]'});ylabel('幅度');n=0:length(X3k16)-1;subplot(3,2,6);stem(n,abs(X3k16),'.');xlabel({'ω/π';'16点DFT[x3(n)]'});ylabel('幅度');图形：（2）实验源程序：n=0:7;x4n=cos(pi/4*n);x4k8=fft(x4n,8);subplot(2,2,1);stem(2*n/8,abs(x4k8),'.');xlabel({'ω/π';'8点DFT[x4(n)]'});ylabel('幅度');x5n=cos(pi/4*n)+cos(pi/8*n);x5k8=fft(x5n,8);subplot(2,2,2);stem(2*n/8,abs(x5k8),'.');xlabel({'ω/π';'8点DFT[x5(n)]'});ylabel('幅度');n=0:15;x4n=cos(pi/4*n);x5n=cos(pi/4*n)+cos(pi/8*n);x4k16=fft(x4n,16);subplot(2,2,3);stem(2*n/16,abs(x4k16),'.');xlabel({'ω/π';'16点DFT[x4(n)]'});ylabel('幅度');x5k16=fft(x5n,16);subplot(2,2,4);stem(2*n/16,abs(x5k16),'.');xlabel({'ω/π';'16点DFT[x5(n)]'});ylabel('幅度');图形：（3）实验源代码：Fs=64;T=1/Fs;N=16;n=0:N-1;x6nT=cos(8*pi*n*T)+cos(16*pi*n*T)+cos(20*pi*n*T);x6k16=fft(x6nT);x6k16=fftshift(x6k16);Tp=N*T;F=1/Tp;k=-N/2:N/2-1;fk=k*F;subplot(3,1,1);stem(fk,abs(x6k16),'.');xlabel({'f(Hz)';'16点DFT[x6(nT)]'});ylabel('幅度');N=32;n=0:N-1;x6nT=cos(8*pi*n*T)+cos(16*pi*n*T)+cos(20*pi*n*T);x6k32=fft(x6nT,32);x6k32=fftshift(x6k32);Tp=N*T;F=1/Tp;k=-N/2:N/2-1;fk=k*F;subplot(3,1,2);stem(fk,abs(x6k32),'.');xlabel({'f(Hz)';'32点DFT[x6(nT)]'});ylabel('幅度');N=64;n=0:N-1;x6nT=cos(8*pi*n*T)+cos(16*pi*n*T)+cos(20*pi*n*T);x6k64=fft(x6nT,64);x6k64=fftshift(x6k64);Tp=N*T;F=1/Tp;k=-N/2:N/2-1;fk=k*F;subplot(3,1,3);stem(fk,abs(x6k64),'.');xlabel({'f(Hz)';'64点DFT[x6(nT)]'});ylabel('幅度');图形：五、实验 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 1．结论用DFT对信号进行谱分析时，重点关注频谱分辨率和分析误差，频谱分辨率F=1/Tp=Fs/N，可以依据此等式来选择FFT的变换区间N，而误差主要来自于用FFT作频谱分析时，得到的是离散谱，而当信号是非周期信号时，应该得到连续谱，只有当N较大时，用FFT做出来的离散谱才接近于连续谱，因此N要适当选择大一些。对模拟信号进行频谱分析时，可以利用采样定理将其变成时域的离散信号，再进行分析。如果是模拟周期信号，也应该选取整数倍周期的长度N，经过采样后形成周期序列，然后按照周期序列的频谱分析方法进行分析。2.思考题（1）对于周期序列，如果周期不知道，如何用FFT进行谱分析？如果不知道周期,可先截取K点进行DFT,然后再将截取长度扩大1倍后再截取,比较不同的结果,如果二者的区别满足分析误差要求,则可以用2K点DFT近似表示该信号的频谱,如果不满足误差要求就继续将截取长度加倍,重复比较,直到结果满足要求。（2）如何选择FFT的变换区间？（包括非周期信号和周期信号）对于非周期信号：根据N=fs/F，因此有最小的N≥2fc/F，就可以根据此式选择FFT的变换区间。对于周期信号，只有用整数倍周期的长度作FFT，得到的离散谱才能代表周期信号的频谱。（3）当N=8时，和的幅频特性会相同吗？为什么？N=16呢？根据实验内容（1）的结果知：N=8时，和的幅频特性是相同的，因为，所以,与的8点DFT的模相等；当N=16时，与不满足循环移位关系，所以它们幅频响应的模不同。