数字信号处理实验五谱分析.docx

实验五、谱分析 一、实验目的： 研究不同类型的窗函数，研究一些不同的方法来测试窗函数的性能； 专注于有关窄带信号的几个不同的情形。 二、实验原理： 信号是无限长的，而在进行信号处理时只能采用有限长信号，所以需要将信号“截断”。在信号处理中，“截断”被看成是用一个有限长的“窗口”看无限长的信号，或者从分析的角度是无限长的信号x(t)乘以有限长的窗函数w(t)，由傅里叶变换性质可知 xtwt?12πXjω*W(jω) 如果x(t)是频带有限信号，而w(t)是频带无限函数，截断后的信号也必是频带无限信号，从而产生所谓的频谱泄露。频谱泄露是不可避免的，但是尽量减小，因此设计了不同的窗函数满足不同的要求。从能量的角度，频谱泄露也是能量泄露，因为加窗后，是原来的信号集中在窄频带内的能量分散到无限的频带范围。 1、用MATLAB编程绘制各种窗函数的形状。 2、用MATLAB编程绘制各种窗函数的幅度响应。 3、绘制矩形窗的幅频响应，窗长度分别为：N=10，N=20，N=50，N=100。 4、已知周期信号x(t)=0.75+3.4cosπft+2.7cos4πft+1.5sin3.5πft+2.5sin7πft，其中f=25/16Hz，若截断时间长度分别为信号周期的0.9和1.1倍，试绘制和比较采用下面窗函数提取的x(t)的频谱。 三、实验内容： 1、用MATLAB编程绘制各种窗函数的形状。 w1=boxcar(25); n=0:24; subplot(221),stem(n,w1),title(矩形窗); w2=hanning(25); subplot(222),stem(n,w2),title(hanning); w3=hamming(25); subplot(223),stem(n,w3),title(hamming); w4=bartlett (25); subplot(224),stem(n,w4),title(bartlett); w5=blackman(25); n=0:24; subplot(221),stem(n,w5),title(blackman); w6=triang(25); subplot(222),stem(n,w6),title(triang); w7=kaiser(25,12); subplot(223),stem(n,w7),title(kaiser); w8=chebwin(25,15); subplot(224),stem(n,w8),title(chebwin); 2、用MATLAB编程绘制各种窗函数的幅度响应。 Function [H,W]=dtft(h,N) N=fix(N); If(NL) Error(‘DTFT:#data samples cannot exceed # freq samples’) End (1) wvtool(boxcar(64)) (2) wvtool(hanning(64)) (3) wvtool(hamming (64)) (4) wvtool(bartlett(64)) (5) wvtool(balckman(64)) (6) wvtool(chebwin(64,15)) (7) wvtool(kaiser(64,12)) (8) wvtool(chebwin(64,15)) 3、绘制矩形窗的幅频响应，窗长度分别为：N=10，N=20，N=50，N=100。 A、N=10 B、N=20 C、N=50 D、N=100 4、已知周期信号x(t)=0.75+3.4cosπft+2.7cos4πft+1.5sin3.5πft+2.5sin7πft，其中f=25/16Hz，若截断时间长度分别为信号周期的0.9和1.1倍，试绘制和比较采用下面窗函数提取的x(t)的频谱。 1、矩形窗 fs=10; f=25/16; Tp=2.56; N=0.9*Tp*fs; n=[0:N-1]; w=boxcar(N); x=0.75+3.4*cos(2*pi*f*n/fs)+2.7*cos(4*pi*f*n/fs)+1.5*sin(3.5*pi*f*n/fs)+2.5*sin(7*pi*f*n/fs); y=w.*x; [H,W]=dtft(y,1024); subplot(211); plot(W/2/pi,abs(H)),grid; xlabel(frequency),ylabel(magnitude),title(t=0.9Tp); N=1.1*Tp*fs; n=[0:N-1]; w=boxcar(N); x=0.75+3.4*cos(2*pi*f*n/fs)+2.7*