《DSP数字信号处理实验报告5.docVIP

本科学生实验报告 学号 124090314 姓名 何胜金 学院 物电学院 专业、班级 12电子 实验课程名称 数字信号处理（实验） 教师及职称 杨卫平 开课学期 第三 至 第四 学年 下 学期 填报时间 2015 年 4 月 20 日 云南师范大学教务处编印 实验序号 05 实验名称 利用DFT分析模拟信号频谱 实验时间 2015年4月20 实验室 云南师范大学同析3栋数字信号处理实验室 一．实验预习 1．实验目的 应用离散傅里叶变换DFT分析模拟信号x(t)的频谱，深刻理解利用DFT分析模拟信号频谱的原理、分析过程中出现的现象及解决方法。。 2．实验原理、实验流程或装置示意图 连续周期信号相对于离散周期信号，连续非周期信号相对于离散非周期信号，都可以通过时域抽样定理建立相互关系。因此，在离散信号的DFT分析方法基础上，增加时域抽样的步骤，就可以实现连续信号的DFT分析。? 利用DFT计算连续周期信号 ?的频谱?? 分析步骤为：? (1)?确定周期信号的基本周期T0；? (2)?计算一个周期内的抽样点数N。若周期信号的最高次谐频为p次谐波pw0?，则频谱中有2p+1根谱线；若周期信号的频谱无限宽，则认为集中信号90%以上(或根据工程允许而定)能量的前(p+1)次谐波为近似的频谱范围，其余谐波忽略不计。取N=2p+1；? (3)?对连续周期信号以抽样间隔T=?T0?/N进行抽样，得到x[k]?；?(4)?利用FFT函数对x[k]作N点FFT运算，得到X[m]；?(5)?最后求得连续周期信号的频谱为X(nw0)=X[m]/N。?利用DFT计算连续非周期信号x(t)?的频谱??分析步骤为：? (1)根据时域抽样定理，确定时域抽样间隔T，得到离散序列x[k]；?(2)?确定信号截短的长度M及窗函数的类型，得到有限长M点????离散序列xM[k]=x[k]w[k]；? (3)?确定频域抽样点数N，要求N=M；? (4)?利用FFT函数进行N点FFT计算得到N点的X[m]； (5)由X[m]可得连续信号频谱X(jw)样点的近似值。 3． 实验设备及材料 一台带matlab软件的计算机。 4．实验方法步骤及注意事项 实验方法步骤： 打开MATLAB软件 根据题目要求编写程序 运行程序 分析实验结果 关闭计算机 注意事项： (1)对于实验电脑要爱惜，遵守实验的规则。 (2)程序运行前要检查程序是否正确。 在使用matlab编程时，应该养成良好的编写习惯，新建一个flies编写。 一些快捷键的使用，能提高编程效率。 Help能查询到不懂使用的函数使用方法,比如这个用到的fft和fftshift等函数。如下界面： 二、实验内容 【例1.5.1】? 已知周期信号x(t)=cos(10*pi*t)+2sin(18*pi*t),计算其频谱。? 解：信号基频?0=2*pi?rad/s,周期T=1；最高次谐频为9*?0=18*pi?rad/s，所以N≥（2*9+1=19），程序如下：二、实验内容? 【例1.5.1】? 已知周期信号x(t)=cos(10*pi*t)+2sin(18*pi*t),计算其频谱。? 解：信号基频?0=2*pi?rad/s,周期T=1；最高次谐频为9*?0=18*pi?rad/s，所以N≥（2*9+1=19），程序如下：? %example?1_5_1……?clc,clear,close?all?T0?=?1;?N?=?19;?T?=?T0/N;?t?=?0:T:T0;? x?=?cos(2*pi*5*t)?+2*sin(2*pi*9*t);?Xm?=?fft(x,N);? f?=?(-(N?-?1)/2:(N?-?1)/2)/N/T;?stem(f,abs(fftshift(Xm)));?xlabel(f(Hz));? ylabel(f(Magnitube));?title(幅度谱); 【例1.5.2】? 利用DFT近似分析连续信号x(t)=exp(-t)*u(t)的幅度谱并理论值比较。? fsam?=?50;?Tp?=?6;?N?=?512;??T?=?1/fsam;?t?=?0:T:Tp;?x?=?exp(-1*t);?X?=?T*fft(x,N);?subplot(2,1,1);?plot(t,x);?xlabel(t);? title(时域波形);? w?=?(-N/2:N/2?-?1)*(2*pi/N)*fsam;?y?=?1./(j*w+1);?subplot(2,