实验二用FFT作谱分析Word下载.docx

1、二、实验主要仪器与设备装配有MATLAB软件的计算机三、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。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

2、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。四、实验内容及步骤：1、复习DFT的定义、性质和用DFT作谱分析的有关内容。2、复习FFT算法原理与编程思想，并对照DITFFT运算流图和程序框图，读懂本实验提供的FFT子程序。3、编制信号产生子程序，产生以下典型信号供谱分析用：（1%x1（n=R4（n,N=8,16m=4;n=0:（m-1;subplot（2,2,1;x1=1,1,1,1;stem（n,x1,.;xlabel（nylabel（x

3、1（ntitle（x1（n=R4（n subplot（2,2,2;xa=fft（x1,8;i=0:7;stem（i,abs（xa,kx1（n的8点FFTsubplot（2,2,3;xb=fft（x1,16;15;stem（i,abs（xb,x1（n的16点FFT（2%x2=1,2,3,4,4,3,2,1,N=8,16m=8;x2=1,2,3,4,4,3,2,1;stem（n,x2,x2（nx2=1,2,3,4,4,3,2,1 xa=fft（x2,8;x2（n的8点FFTxb=fft（x2,16;x2（n的16点FFT（3%x3=4,3,2,1,1,2,3,4,N=8,16x3=4,3,2,1,

4、1,2,3,4;stem（n,x3,x3（nx3=4,3,2,1,1,2,3,4 xa=fft（x3,8;x3（n的8点FFTxb=fft（x3,16;x3（n的16点FFT（4%x4（n=cos（*n/4,N=8,16;x4=sin（pi*n/8;stem（n,x4,x4（nx4（n=cos（*n/4 xa=fft（x4,8;x4（n的8点FFTxb=fft（x4,16;x4（n的16点FFT（5%x5（n=sin（*n/8,N=8,16x5=sin（pi*n/8;stem（n,x5,x5（nx5（n=sin（*n/8 xa=fft（x5,8;x5（n的8点FFTxb=fft（x5,16;x

5、5（n的16点FFT（6%x6（n=cos（8t+cos（16t+cos（20t fs=64kHz, N=16,32,64x6=cos（pi*n/8+cos（pi*n/4+cos（pi*n*5/16;stem（n,x6,x6（nx6（n=cos（8t+cos（16t+cos（20t fs=64Hzxa=fft（x6,16;x6（n的16点FFTxb=fft（x6,32;31;x6（n的32点FFTsubplot（2,2,4;xc=fft（x6,64;63;stem（i,abs（xc,x6（n的64点FFT4、完成下述实验内容：1） 对2中所给出的信号逐个进行谱分析。下面给出各个信号的FFT变换

6、区间N以及连续信号的采样频率，供实验时参考。，：N=8，162）令，用FFT计算8点和16点离散傅里叶变换。%x7（n=cos（n*/4+sin（n*/8,N=8,16;x7=cos（n*pi/4+sin（n*pi/8;stem（n,x7,x7（nx7（n=cos（n*/4+sin（n*/8 xa=fft（x7,8;x7（n的8点FFTxb=fft（x7,16;x7（n的16点FFT3）令，重复（2）。%x8（n=cos（n*/4+j*sin（n*/8 ,N=8,16;x8=cos（n*pi/4+sqrt（-1*sin（n*pi/8;stem（n,x8,x8（nx8（n=cos（n*/4+j*

7、sin（n*/8 xa=fft（x8,8;x8（n的8点FFTxb=fft（x8,16;x8（n的16点FFT五、思考题：1、在N=8时，和的幅频特性会相同吗？为什么？N=16呢？答：当N=8的时候，的幅频特性不会相同，首先的函数表达式不一样，所以，所取点的间隔是不同的，得出的频谱形状也是不同的，16点依然如此。2、如果周期信号的周期预先不知道，如何使用FFT进行谱分析？周期信号的周期预先不知道时,可先截取M点进行DFT,再将截取长度扩大1倍截取,比较结果,如果二者的差别满足分析误差要求,则可以近似表示该信号的频谱,如果不满足误差要求就继续将截取长度加倍,重复比较,直到结果满足要求6、实验小结如果给出的是连续信号，则首先要根据其最高频率确定采样速率，以及由频率分辨率确定采样点数N，然后对其进行软件采样（即计算，产生对应序列对信号，频率分辨率的选择要以能分辨开三个频率对应得谱线为准则。