11第十一章频谱分析.ppt

1234 * 数字信号处理 第十一章 数字谱分析 电气工程学院电力工程系 安 勃 电力系电信教研室 教一楼335室 752-3031 bo_an_cn@ 利用数字信号处理技术分析连续时间信号的频谱 采用FFT频谱分析 满足采样定理 MATLAB: fft_sin_zero_padded.m 由于对连续时间信号进行离散化产生的一种频率混叠的现象。 11.1 DFT应用中的若干问题 频谱混叠现象 措施 1. 对于带限信号，采样频率满足采样定理 2. 对于非带限信号，采用抗混叠滤波器（幅频特性如下）使其成为带限信号，采样频率满足采样定理 MATLAB: fft_sin_stem_spectrum_overlap2.m 由于对离散时间信号的人为截断并使其长度为N后导致的原离散时间信号频谱丢失的现象 。 11.1 DFT应用中的若干问题 频谱泄漏现象 1. 增加N：可以通过在该信号后面“补零” 措施 2. 选择合适的窗函数 ：应该选用旁瓣小且主瓣窄的窗函数 吉布斯效应 X(k)对离散时间信号频谱的频率均匀采样 ,只能看到“栅栏”间缝隙透过的频谱 11.1 DFT应用中的若干问题 频谱栅栏现象 在信号后面“补零”,提高对原信号频谱的频率采样密度 措施 MATLAB: fft_sin_abs.m 11.2 周期信号的数字谱分析 加窗截断为一个整周期 加窗截断不为整周期时 周期信号的基频 f0不是FFT分析结果频率间隔的整数倍，导致频谱泄漏和频谱混叠（加窗截断后再进行抗混叠滤波）。 加窗截断为M个整周期时 FFT分析结果频率间隔是周期信号的基频 f0的1/M。 MATLAB: spectrum_leakage.m 11.3 非周期信号的数字谱分析 采样时间Ts确定 （从而避免了频谱混叠） 11.3 非周期信号的数字谱分析 采样点数N的确定 首先初选一个采样点数N1，进行采样求频谱； 再选N2=2*N1，进行采样求频谱； 如果前后两次采样对应的频谱大致相同，则采样点数N=N1， 否则，选N3=2*N2，直到频谱泄漏现象满足要求为止 MATLAB: fft_sin_stem_spectrum_overlap2.m 1、时间有限，频率无限的信号的频谱分析 采样定理不满足，必然引起频谱混叠 低频误差较小，高频误差较大 采用抗混叠滤波器 2、时间无限，频率有限的信号的频谱分析 采样定理满足 截断后，产生频谱泄漏，导致截断误差 选用较好的窗函数 11.3 非周期信号的数字谱分析 Thanks