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1、實(shí)驗(yàn)三:用實(shí)驗(yàn)三:用FFT對(duì)信號(hào)作頻譜分析對(duì)信號(hào)作頻譜分析1實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)習(xí)用FFT對(duì)連續(xù)信號(hào)和時(shí)域離散信號(hào)進(jìn)行譜分析的方法,了解可能出現(xiàn)的分析誤差及其原因,以便正確應(yīng)用FFT。2.實(shí)驗(yàn)原理用FFT對(duì)信號(hào)作頻譜分析是學(xué)習(xí)數(shù)字信號(hào)處理的重要內(nèi)容。經(jīng)常需要進(jìn)行譜分析的信號(hào)是模擬信號(hào)和時(shí)域離散信號(hào)。對(duì)信號(hào)進(jìn)行譜分析的重要問題是頻譜分辨率D和分析誤差。頻譜分辨率直接和FFT的變換區(qū)間N有關(guān),因?yàn)镕FT能夠?qū)崿F(xiàn)的頻率分辨率是,因此要求。可以根據(jù)此式選
2、擇FFT的變換區(qū)間N。誤差主要來自于N2?DN?2?用FFT作頻譜分析時(shí),得到的是離散譜,而信號(hào)(周期信號(hào)除外)是連續(xù)譜,只有當(dāng)N較大時(shí)離散譜的包絡(luò)才能逼近于連續(xù)譜,因此N要適當(dāng)選擇大一些。周期信號(hào)的頻譜是離散譜,只有用整數(shù)倍周期的長度作FFT,得到的離散譜才能代表周期信號(hào)的頻譜。如果不知道信號(hào)周期,可以盡量選擇信號(hào)的觀察時(shí)間長一些。對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行譜分析時(shí),首先要按照采樣定理將其變成時(shí)域離散信號(hào)。如果是模擬周期信號(hào),也應(yīng)該選取整數(shù)倍周期
3、的長度,經(jīng)過采樣后形成周期序列,按照周期序列的譜分析進(jìn)行。3實(shí)驗(yàn)步驟及內(nèi)容(1)對(duì)以下序列進(jìn)行譜分析。?????????????????????????其其nnnnnnx其其nnnnnnxnRnx0743304)(0748301)()()(3241選擇FFT的變換區(qū)間N為8和16兩種情況進(jìn)行頻譜分析。分別打印其幅頻特性曲線。并進(jìn)行對(duì)比、分析和討論。(2)對(duì)以下周期序列進(jìn)行譜分析。4()cos4xnn??5()cos(4)cos(8)xn
4、nn????選擇FFT的變換區(qū)間N為8和16兩種情況分別對(duì)以上序列進(jìn)行頻譜分析。分別打印其幅頻特性曲線。并進(jìn)行對(duì)比、分析和討論。(3)對(duì)模擬周期信號(hào)進(jìn)行譜分析6()cos8cos16cos20xtttt??????選擇采樣頻率,變換區(qū)間N=163264三種情況進(jìn)行譜分析。分別打印其幅頻HzFs64?特性,并進(jìn)行分析和討論。figure(4)Fs=64T=1FsN=16n=0:N1x6nT=cos(8pinT)cos(16pinT)cos
5、(20pinT)X6k16=fft(x6nT)Tp=NTF=1Tpk=N2:N21fk=kFsubplot(311)stem(fkabs(X6k16).)boxontitle((6a)16|點(diǎn)DFT[x_6(nT)])xlabel(f(Hz))ylabel(幅度)axis([NF21NF2101.2max(abs(X6k16))])N=32n=0:N1x6nT=cos(8pinT)cos(16pinT)cos(20pinT)X6k32=
6、fft(x6nT)X6k32=fftshift(X6k32)Tp=NTF=1Tpk=N2:N21fk=kFsubplot(312)stem(fkabs(X6k32).)boxontitle((6b)32點(diǎn)|DFT[x_6(nT)])xlabel(f(Hz))ylabel(幅度)axis([NF21NF2101.2max(abs(X6k32))])N=64n=0:N1x6nT=cos(8pinT)cos(16pinT)cos(20pinT
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