数字信号处理报告.docx

数字信号处理实 验 报告实验三 快速傅里叶变换及其应用学生姓名班级电子信息工程1203班学号指导教师实验三快速傅里叶变换及其应用一、 实验目的(1) 在理论学习的基础上，通过本实验，加深对FFT 的理解，熟悉MATLAB 中的有关函数。(2) 应用FFT 对典型信号进行频谱分析。(3) 了解应用FFT 进行信号频谱分析过程中可能出现的问题，以便在实际中正确应用FFT。(4) 应用FFT 实现序列的线性卷积和相关。二、实验内容(1)观察高斯序列的时域和幅频特性，固定信号xa(n)中参数p=8，改变q 的值，使q 分别等于2，4，8，观察它们的时域和幅频特性，了解当q 取不同值时，对信号序列的时域幅频特性的影响；固定q=8，改变p，使p 分别等于8，13，14，观察参数p 变化对信号序列的时域及幅频特性的影响，注意p 等于多少时，会发生明显的泄漏现象，混叠是否也随之出现？记录实验中观察到的现象，绘出相应的时域序列和幅频特性曲线。固定p=8，改变q 值。MATLAB源程序：clear all;N=16;n=0:N-1;p=8;q=2;x=exp(-(n-p).^2/q);subplot(3,2,1);stem(n,x(1:N));xlabel(n);ylabel(时域);title(p=8,q=2 时域特性)g=fft(x);subplot(3,2,2);plot(abs(g(1:15))); %abs 求幅值% plot画图 %xlabel(k);ylabel(频域);title(p=8,q=2 幅频特性)q=4;x=exp(-(n-p).^2/q);subplot(3,2,3);stem(n,x(1:N));xlabel(n);ylabel(时域);title(p=8,q=4 时域特性)g=fft(x);subplot(3,2,4);plot(abs(g(1:15)));xlabel(k);ylabel(频域);title(p=8,q=4 幅频特性)q=8;x=exp(-(n-p).^2/q);subplot(3,2,5);stem(n,x(1:N));xlabel(n);ylabel(时域);title(p=8,q=8 时域特性)g=fft(x);subplot(3,2,6);plot(abs(g(1:15)));xlabel(k);ylabel(频域);title(p=8,q=8 幅频特性)程序结果图：图1高斯序列的时域和幅频特性（p=8,改变q）分析：固定p=8，改变q，随着q增大，时域变化缓慢，低频分量增加，频谱泄漏和混叠减少。固定参数q=8,改变p值。MATLAB源程序：clear all;N=16;n=0:N-1;p=8;q=8;x=exp(-(n-p).^2/q);subplot(3,2,1);stem(n,x(1:N));xlabel(n);ylabel(时域);title(p=8,q=8 时域特性)g=fft(x);subplot(3,2,2);plot(abs(g(1:15)));xlabel(k);ylabel(频域);title(p=8,q=8 幅频特性)p=13;x=exp(-(n-p).^2/q);subplot(3,2,3);stem(n,x(1:N));xlabel(n);ylabel(时域);title(p=13,q=8 时域特性)g=fft(x);subplot(3,2,4);plot(abs(g(1:15)));xlabel(k);ylabel(频域);title(p=13,q=8 幅频特性)p=14;x=exp(-(n-p).^2/q);subplot(3,2,5);stem(n,x(1:N));xlabel(n);ylabel(时域);title(p=14,q=8 时域特性)g=fft(x);subplot(3,2,6);plot(abs(g(1:15)));xlabel(k);ylabel(频域);title(p=14,q=8 幅频特性)程序结果图：下页图1分析：固定q,改变p,随着p增大，窗口位置偏移，受窗口宽度的影响，波形高处截断，产生严重的频谱泄漏。图2 高斯序列的时域波形及频谱特性（q=8，改变p）(2) 观察衰减正弦序列x b(n)的时域和幅频特性，a=0.1，f=0.0625，检查谱峰出现位置是否正确，注意频谱的形状，绘出幅频特性曲线，改变f，使f 分别等于0.4375 和0.5625，观察这两种情况下，频谱的形状和谱峰出现位置，有无混叠和泄漏现象？说明产生现象的原因。MATLAB源程序：clear all;N=16;n=0:N-1;a=0.1;f=0.0625;x=exp(-a*n).*sin(2*pi*f*n);subplot(3,2,1);stem(n,x(1:N)