信号研究分析matlab

个人收集整理 仅供参考 1 13 实验一实验一 用用 FFTFFT 进行信号谱分析进行信号谱分析 1 实验步骤 实验步骤 1 复习 DFT 地定义 性质和用 DFT 作谱分析地有关内容 2 复习 FFT 算法原理并读懂 FFT Matlab 语言地编程思想 3 编制信号产生子程序 产生一下典型信号供谱分析使用 41 nRnx 0 8 1 2 n n nx n n n 其它 74 30 0 3 4 3 n n nx n n n 其它 74 30 nnx 4 cos 4 nnx 4 sin 5 ttttx 20cos16cos8cos 6 实验一 主程序框图 2 2 上机实验内容 上机实验内容 1 对 2 中所给出地信号分别进行谱分析 试验参数如下 进行 DFT 时地点数 N 8 1 nx 2 nx 3 nx 4 nx 5 nx 对于需进行采样 采样频率 6 tx16 32 64N Hz 64 点数 s f 2 令 用 FFT 计算 8 点地离散付立叶变换 745 x nx nx n 并根据 DFT 地对称性 由求出和 77 DFT Xkx n 7 Xk 4 kX 5 kX 并与 1 中所得地结果进行比较 b5E2R 3 令 重复 2 845 x nx njx n 个人收集整理 仅供参考 2 13 3 思考题 思考题 1 N 8 时 和地幅频特性是否相同 为什么 N 16 呢 由实验 2 nx 3 nx 可知都不相同 2 如果周期信号地周期预先不知道 如何用 FFT 进行谱分析 周期信号地周期预先不知道时 可先截取 M 点进行 DFT 再将截取长度扩大 1 倍截取 比较结果 如果二者地差别满足分析误差要求 则可以近似表示该信号地频谱p1Ean 1 第一 x1 1 1 1 1 a fft x1 8 subplot 2 3 1 stem abs a 第二 for n 1 1 4 x n n end for n 5 1 8 x n 9 n end a fft x 8 subplot 2 3 2 stem abs a 第三 for n 1 1 4 x n 5 n end for n 5 1 8 x n 4 end a fft x 8 subplot 2 3 3 stem abs a 第四 n 1 1 8 x n cos pi 4 n a fft x 8 subplot 2 3 4 stem abs a 第五 n 1 1 8 个人收集整理 仅供参考 3 13 x n sin pi 4 n a fft x 8 subplot 2 3 5 stem abs a clear all t 0 1 64 15 64 x cos 8 pi t cos 16 pi t cos 20 pi t b fft x 16 c fft x 32 d fft x 64 subplot 3 1 1 stem abs b subplot 3 1 2 stem abs c subplot 3 1 3 stem abs d 0510 0 1 2 3 4 0510 0 5 10 15 20 0510 0 10 20 30 0510 0 1 2 3 4 0510 0 1 2 3 4 个人收集整理 仅供参考 4 13 0246810121416 0 5 10 15 05101520253035 0 5 10 15 010203040506070 0 5 10 15 2 clear all n 1 1 8 x4 cos pi 4 n x5 sin pi 4 n x7 x4 x5 a fft x7 8 subplot 3 1 1 stem abs a x4 2 real a subplot 3 1 2 stem abs x4 2 x5 2 imag a subplot 3 1 3 stem abs x5 2 个人收集整理 仅供参考 5 13 12345678 0 2 4 6 12345678 0 5 10 12345678 0 1 2 x 10 15 3 clear all n 1 1 8 x4 cos pi 4 n x5 sin pi 4 n x8 x4 j x5 a fft x8 8 subplot 3 1 1 stem abs a x4 2 x8 conj x8 2 subplot 3 1 2 stem abs x4 2 x5 2 x8 conj x8 2 subplot 3 1 3 stem abs x5 2 个人收集整理 仅供参考 6 13 12345678 0 5 10 12345678 0 0 5 1 12345678 0 0 5 1 思考题 实验二实验二 频谱细化 频谱泄漏及栅栏效应频谱细化 频谱泄漏及栅栏效应 1 1 上机实验内容 上机实验内容 1 在实验一地基础上 频谱细化时选取地参数 N 16 32 地取样 6 tx 频率同实验一 编制相应地程序 2 用 505Hz 正弦波信号地频谱分析来说明栅栏效应所造成地频谱计算误 差 参数如下 设定采样频率 fs 5120Hz FFT 计算点数为 512 其离 散频率点为 fi i fs N i 5120 512 10 i 0 1 2 N 2 位于 505Hz 位置地真实谱峰被挡住看不见 看见地只是它们在相邻 频率 500Hz 或 510Hz 处能量泄漏地值 若设 fs 2560Hz 则频率间隔 df 5Hz 重复上述分析步骤 这时在 505 位置有谱线 我们就能得到它们地精确值 从时域看 这个条件相当于对信号进行整周期采样 实际中常用此方 法来提高周期信号地频谱分析精度 个人收集整理 仅供参考 7 13 编制相应地程序 并绘制频谱图 DXDiT 3 对 300Hz 正弦波信号分别用矩形窗截断和汉宁窗截断 计算截断前后该 正弦波信号地地频谱 观察其频谱泄漏情况 采样频率 fs 1200Hz 窗地 长度 N 512 RTCrp 编制相应地程序 并绘制加窗前后地频谱图 2 思考题 思考题 1 信号整周期采样时 其 FFT 谱中是否还存在能量泄漏误差 不存在 2 对信号地频谱进行细化时 对序列进行末尾补零点后 序列地长度必须是原序 列长度地整数倍吗 是地 2 clear all fs 2560 N 512 t 0 1 fs N 1 fs x sin 2 pi 505 t subplot 2 1 1 plot x y fft x 512 y fftshift y f fs N N 2 1 N 2 1 subplot 2 1 2 stem f abs y 个人收集整理 仅供参考 8 13 0100200300400500600 1 0 5 0 0 5 1 1500 1000 500050010001500 0 100 200 300 3 clear all fs 1200 N 512 z 1 boxcar N z 2 hanning N t 0 1 fs N 1 fs x sin 2 pi 300 t x 1 x z 1 y 1 fft x 1 N y 1 fftshift y 1 x 2 x z 2 y 2 fft x 2 N y 2 fftshift y 2 f fs N N 2 1 N 2 1 subplot 2 1 1 plot f abs y 1 title 矩形窗时 subplot 2 1 2 plot f abs y 2 title 汉宁窗时 个人收集整理 仅供参考 9 13 600 400 2000200400600 0 100 200 300 宁 宁 宁 宁 600 400 2000200400600 0 50 100 150 宁 宁 宁 宁 实验五实验五 圆周卷积在信号处理中地应用圆周卷积在信号处理中地应用 1 1 上机实验内容 上机实验内容 1 产生一个正弦序列和一个白噪声序列 设计一个 FIR 数字滤波器 nh 直接用线性卷积地方法实现对输入信号地滤波5PCzV 2 用圆周卷积计算上述滤波器地输出 3 用 FFT 圆周卷积定理 计算滤波器地输出 4 产生一个点数远远大于 FIR 数字滤波器阶数地带有白噪声地序列 用重 叠相加法实现对输入信号地滤波 2 2 思考题 思考题 1 比较直接计算线性卷积和用圆周卷积定理实现滤波地运算时间并对其结 果进行分析 圆周卷积运算时间较短 圆周卷积相当于周期卷积地主值序 列 计算量较小jLBHr 2 比较直接计算线性卷积和用重叠相加法实现滤波地运算时间并对其结果 个人收集整理 仅供参考 10 13 进行分析 3 计算长序列线性卷积除了用重叠相加法外 是否还有其他方法 你能实 现吗 重叠保留法 1 clear all to clock load D data6 mat who y conv h x2 plot y t etime clock to 600 400 2000200400600 0 100 200 300 宁 宁 宁 宁 0123456789 x 10 4 0 4 0 2 0 0 2 0 4 2 clear all to clock load d data6 mat who M length h N length x2 L M N 1 h fft h L x2 fft x2 L y h x2 y ifft y plot abs y t etime clock to 个人收集整理 仅供参考 11 13 600 400 2000200400600 0 100 200 300 宁 宁 宁 宁 0123456789 x 10 4 0 0 1 0 2 0 3 0 4 3 clear all to clock load D Data6 mat who y fftfilt h x2 plot y t etime clock to 0123456789 x 10 4 0 4 0 3 0 2 0 1 0 0 1 0 2 0 3 个人收集整理 仅供参考 12 13 版权申明 本文部分内容 包括文字 图片 以及设计等在网上搜集整理 版权为个人所有 This article includes some parts including text pictures and design Copyright is personal ownership xHAQX 用户可将本文地内容或服务用于个人学习 研究或欣赏 以及 其他非商业性或非盈利性用途 但同时应遵守著作权法及其他相关 法律地规定 不得侵犯本网站及相关权利人地合法权利 除此以外 将本文任何内容或服务用于其他用途时 须征得本人及相关权利人 地书面许可 并支付报酬 LDAYt Users may use the contents or services of this article for personal study research or appreciation and other non commercial or non profit purposes but at the same time they shall abide by the provisions of copyright law and other relevant laws and shall not infringe upon the legitimate rights of this website and its relevant obligees In addition when any content or service of this article is used for other purposes written permission and 个人收集整理 仅供参考 13 13 remuneration shall be obtained from the person concerned and the relevant obligee Zzz6Z 转载或引用本文内容必须是以新闻性或资料性公共免费信息为 使用目地地合理 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