哈尔滨工程大学数字信号处理实验五谱分析.docx
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哈尔滨工程大学数字信号处理实验五谱分析
实验五谱分析
一.实验原理
信号是无限长的，而在进行信号处理是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乘以有限长的窗函数。
2.实验内容
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频响应。
矩形窗
N=20;
n=0:
（N-1）;
w=boxcar（N）;
subplot（211）;stem（n,w）;
title（'形状'）;
[H,W]=dtft（w,1024）;
subplot（212）;plot（W/2/pi,abs（H））;
title（'幅频响应'）;
汉宁窗
N=20;
n=0:
（N-1）;
w=hanning（N）;
subplot（211）;stem（n,w）;
title（'形状'）;
[H,W]=dtft（w,1024）;
subplot（212）;plot（W/2/pi,abs（H））;
title（'幅频响应'）;
汉明窗
N=20;
n=0:
（N-1）;
w=hamming（N）;
subplot（211）;stem（n,w）;
title（'形状'）;
[H,W]=dtft（w,1024）;
subplot（212）;plot（W/2/pi,abs（H））;
title（'幅频响应'）;
巴特利特窗
N=20;
n=0:
（N-1）;
w=bartlett（N）;
subplot（211）;stem（n,w）;
title（'形状'）;
[H,W]=dtft（w,1024）;
subplot（212）;plot（W/2/pi,abs（H））;
title（'幅频响应'）;
布莱克曼窗
N=20;
n=0:
（N-1）;
w=blackman（N）;
subplot（211）;stem（n,w）;
title（'形状'）;
[H,W]=dtft（w,1024）;
subplot（212）;plot（W/2/pi,abs（H））;
title（'幅频响应'）;
Triang窗
N=20;
n=0:
（N-1）;
w=triang（N）;
subplot（211）;stem（n,w）;
title（'形状'）;
[H,W]=dtft（w,1024）;
subplot（212）;plot（W/2/pi,abs（H））;
title（'幅频响应'）;
Kaiser窗
N=20;
n=0:
（N-1）;
w=kaiser（N）;
subplot（211）;stem（n,w）;
title（'kaiser´°ÐÎ×´'）;
[H,W]=dtft（w,1024）;
subplot（212）;plot（W/2/pi,abs（H））;
title（'kaiser´°·ùƵÏìÓ¦'）;
切比雪夫窗
N=20;
n=0:
（N-1）;
w=chebwin（N）;
subplot（211）;stem（n,w）;
title（'Æõ±ÈÑ©·ò´°ÐÎ×´'）;
[H,W]=dtft（w,1024）;
subplot（212）;plot（W/2/pi,abs（H））;
title（'Æõ±ÈÑ©·ò´°·ùƵÏìÓ¦'）;
3、绘制矩形窗的幅频响应，窗长度分别为：
10.20,50,100.
N=10时
N=10;
n=0:
（N-1）;
w=boxcar（N）;
[H,W]=dtft（w,1024）;
plot（W/2/pi,abs（H））;
title（'¾ØÐδ°·ùƵÏìÓ¦'）;
N=20时
N=20;
n=0:
（N-1）;
w=boxcar（N）;
[H,W]=dtft（w,1024）;
plot（W/2/pi,abs（H））;
title（'¾ØÐδ°·ùƵÏìÓ¦'）;
N=50时
N=50;
n=0:
（N-1）;
w=boxcar（N）;
[H,W]=dtft（w,1024）;
plot（W/2/pi,abs（H））;
title（'¾ØÐδ°·ùƵÏìÓ¦'）;
N=100时
N=100;
n=0:
（N-1）;
w=boxcar（N）;
[H,W]=dtft（w,1024）;
plot（W/2/pi,abs（H））;
title（'¾ØÐδ°·ùƵÏìÓ¦'）;
4、已知周期信号，若截取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频谱。
0.9倍
矩形窗
fs=10;
Tp=2.56;
f=25/16;
N=0.9*fs*Tp
n=0:
（N-1）;
w=boxcar（N）
t=n/fs;
x=0.75+3.4*cos（2*pi*f*t）+2.7*cos（4*pi*f*t）+1.5*sin（3.5*pi*f*t）+2.5*sin（7*pi*f*t）;
y=w.*x';
[H,W]=dtft（y,1000）;
plot（W/2/pi,abs（H））;
汉宁窗
fs=10;
Tp=2.56;
f=25/16;
N=0.9*fs*Tp
n=0:
（N-1）;
w=hanning（N）
t=n/fs;
x=0.75+3.4*cos（2*pi*f*t）+2.7*cos（4*pi*f*t）+1.5*sin（3.5*pi*f*t）+2.5*sin（7*pi*f*t）;
y=w.*x';
[H,W]=dtft（y,1000）;
plot（W/2/pi,abs（H））;
汉明窗
fs=10;
Tp=2.56;
f=25/16;
N=0.9*fs*Tp
n=0:
（N-1）;
w=hamming（N）
t=n/fs;
x=0.75+3.4*cos（2*pi*f*t）+2.7*cos（4*pi*f*t）+1.5*sin（3.5*pi*f*t）+2.5*sin（7*pi*f*t）;
y=w.*x';
[H,W]=dtft（y,1000）;
plot（W/2/pi,abs（H））;
巴特利特窗
fs=10;
Tp=2.56;
f=25/16;
N=0.9*fs*Tp
n=0:
（N-1）;
w=bartlett（N）
t=n/fs;
x=0.75+3.4*cos（2*pi*f*t）+2.7*cos（4*pi*f*t）+1.5*sin（3.5*pi*f*t）+2.5*sin（7*pi*f*t）;
y=w.*x';
[H,W]=dtft（y,1000）;
plot（W/2/pi,abs（H））;
布莱克曼窗
fs=10;
Tp=2.56;
f=25/16;
N=0.9*fs*Tp
n=0:
（N-1）;
w=blackman（N）
t=n/fs;
x=0.75+3.4*cos（2*pi*f*t）+2.7*cos（4*pi*f*t）+1.5*sin（3.5*pi*f*t）+2.5*sin（7*pi*f*t）;
y=w.*x';
[H,W]=dtft（y,1000）;
plot（W/2/pi,abs（H））;
Triang窗
fs=10;
Tp=2.56;
f=25/16;
N=0.9*fs*Tp
n=0:
（N-1）;
w=triang（N）
t=n/fs;
x=0.75+3.4*cos（2*pi*f*t）+2.7*cos（4*pi*f*t）+1.5*sin（3.5*pi*f*t）+2.5*sin（7*pi*f*t）;
y=w.*x';
[H,W]=dtft（y,1000）;
plot（W/2/pi,abs（H））;
Kaiser窗
fs=10;
Tp=2.56;
f=25/16;
N=0.9*fs*Tp
n=0:
（N-1）;
w=kaiser（N）
t=n/fs;
x=0.75+3.4*cos（2*pi*f*t）+2.7*cos（4*pi*f*t）+1.5*sin（3.5*pi*f*t）+2.5*sin（7*pi*f*t）;
y=w.*x';
[H,W]=dtft（y,1000）;
plot（W/2/pi,abs（H））;
切比雪夫窗
fs=10;
Tp=2.56;
f=25/16;
N=0.9*fs*Tp
n=0:
（N-1）;
w=chebwin（N）
t=n/fs;
x=0.75+3.4*cos（2*pi*f*t）+2.7*cos（4*pi*f*t）+1.5*sin（3.5*pi*f*t）+2.5*sin（7*pi*f*t）;
y=w.*x';
[H,W]=dtft（y,1000）;
plot（W/2/pi,abs（H））;
1.1倍
矩形窗
fs=10;
Tp=2.56;
f=25/16;
N=1.1*fs*Tp
n=0:
（N-1）;
w=boxcar（N）
t=n/fs;
x=0.75+3.4*cos（2*pi*f*t）+2.7*cos（4*pi*f*t）+1.5*sin（3.5*pi*f*t）+2.5*sin（7*pi*f*t）;
y=w.*x';
[H,W]=dtft（y,1000）;
plot（W/2/pi,abs（H））;
汉宁窗
fs=10;
Tp=2.56;
f=25/16;
N=1.1*fs*Tp
n=0:
（N-1）;
w=hanning（N）
t=n/fs;
x=0.75+3.4*cos（2*pi*f*t）+2.7*cos（4*pi*f*t）+1.5*sin（3.5*pi*f*t）+2.5*sin（7*pi*f*t）;
y=w.*x';
[H,W]=dtft（y,1000）;
plot（W/2/pi,abs（H））;
汉明窗
fs=10;
Tp=2.56;
f=25/16;
N=1.1*fs*Tp
n=0:
（N-1）;
w=hamming（N）
t=n/fs;
x=0.75+3.4*cos（2*pi*f*t）+2.7*cos（4*pi*f*t）+1.5*sin（3.5*pi*f*t）+2.5*sin（7*pi*f*t）;
y=w.*x';
[H,W]=dtft（y,1000）;
plot（W/2/pi,abs（H））;
巴特利特窗
fs=10;
Tp=2.56;
f=25/16;
N=1.1*fs*Tp
n=0:
（N-1）;
w=bartlett（N）
t=n/fs;
x=0.75+3.4*cos（2*pi*f*t）+2.7*cos（4*pi*f*t）+1.5*sin（3.5*pi*f*t）+2.5*sin（7*pi*f*t）;
y=w.*x';
[H,W]=dtft（y,1000）;
plot（W/2/pi,abs（H））;
布莱克曼窗
fs=10;
Tp=2.56;
f=25/16;
N=1.1*fs*Tp
n=0:
（N-1）;
w=blackman（N）
t=n/fs;
x=0.75+3.4*cos（2*pi*f*t）+2.7*cos（4*pi*f*t）+1.5*sin（3.5*pi*f*t）+2.5*sin（7*pi*f*t）;
y=w.*x';
[H,W]=dtft（y,1000）;
plot（W/2/pi,abs（H））;
Triang窗
fs=10;
Tp=2.56;
f=25/16;
N=1.1*fs*Tp
n=0:
（N-1）;
w=tr
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