数字信号处理-10上机实验三课件.ppt

实验： 用FFT作谱分析 ; 2. 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。; 2. 实验原理 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。 ;（1）对以下序列进行谱分析。;clear all;close all%实验内容(1)====================================== M=8;xa=1:(M/2); xb=(M/2):-1:1; x2n=[xa,xb]; %产生长度为8的三角波序列x2(n) x3n=[xb,xa]; X2k8=fft(x2n,8); %计算x2n的8点DFT X2k16=fft(x2n,16); %计算x2n的16点DFT X3k8=fft(x3n,8); %计算x3n的8点DFT X3k16=fft(x3n,16); %计算x3n的16点DFT figure(2) N=16 n2=0:2/M:(2-0.25);n3=0:2/N:(2-0.025) subplot(2,2,1);stem(n2,abs(X2k8)); %绘制8点DFT的幅频特性图 title((3b)8点DFT[x_2(n)]);xlabel(ω/π);ylabel(幅度); axis([0,2,0,1.2*max(abs(X3k16))]) subplot(2,2,2);stem(n3,abs(X2k16)); %绘制16点DFT的幅频特性图 title((3b)16点DFT[x_2(n)]);xlabel(ω/π);ylabel(幅度); axis([0,2,0,1.2*max(abs(X3k16))]) subplot(2,2,3);stem(n2,abs(X3k8)); %绘制8点DFT的幅频特性图 title((3b)8点DFT[x_3(n)]);xlabel(ω/π);ylabel(幅度); axis([0,2,0,1.2*max(abs(X3k16))]) subplot(2,2,4);stem(n3,abs(X3k16)); %绘制16点DFT的幅频特性图 title((3b)16点DFT[x_3(n)]);xlabel(ω/π);ylabel(幅度); axis([0,2,0,1.2*max(abs(X3k16))]);（2）对以下周期序列进行谱分析。 ;N=8;n=0:N-1; %FFT的变换区间N=8 x5n=cos(pi*n/4)+cos(pi*n/8); X5k8=fft(x5n,8); %计算x5n的8点DFT N=16;n=0:N-1; %FFT的变换区间N=16 x5n=cos(pi*n/4)+cos(pi*n/8); X5k16=fft(x5n,16); %计算x5n的16点DFT N=32;n=0:N-1; %FFT的变换区间N=16 x5n=cos(pi*n/4)+cos(pi*n/8); X5k32=fft(x5n,32); %计算x5n的32点DFT figure(4) n1=0:1/4:(2-1/4);n2=0:1/8:(2-1/8) n3=0:1/16:(2-1/16) subplot(2,2,1);stem(n1,X5k8); %绘制8点DFT的幅频特性图 title((5a) 8点DFT[x_5(n)]);xlabel(ω/π);ylabel(幅度); axis([0,2,0,1.2*max(abs(X5k8))]) subplot(2,2,2);stem(n2,X5k16); %绘制16点DFT的幅频特性图 title((5b)16点DFT[x_5(n)]);xlabel(ω/π);ylabel(幅度); axis([0,2,0,1.2*max(abs(X5k16))]) subplot(2,2,4);stem(n3,X5