数字信号处理实验五

更新时间:2023-11-18 14:32:01 阅读量: 教育文库 文档下载

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实 验 报 告

实验名称____利用DFT分析离散信号频谱 课程名称____数字信号处理________

院 系 部:电气与电子工程 专业班级:信息1002 学生姓名:王萌 学 号: 11012000219 同 组 人: 实验台号: 指导教师:范杰清 成 绩: 实验日期:

华北电力大学

一、实验目的

应用离散傅里叶变换(DFT),分析离散信号

x[k]的频谱。深刻理解

DFT分析离散信号频谱的原理,掌握改善分析过程中产生的误差的方法。

二、实验原理

根据信号傅里叶变换建立的时域与频域之间的对应关系,可以得

到有限长序列的离散傅里叶变换(DFT)与四种确定信号傅里叶变换的之间的关系,实现由DFT分析其频谱。

Matlab中提供了fft函数,FFT是DFT的快速算法 X=fft(x):用于计算序列x的离散傅里叶变换(DFT) X=fft(x,n):对序列x补零或截短至n点的离散傅里叶变换。 当x的长度小于n时,在x的尾部补零使x的长度达到n点; 当x的长度大于n时,将x截短使x的长度成n点; x=ifft(X)和x=ifft(X,n)是相应的离散傅里叶反变换。 fftshift(x)将fft计算输出的零频移到输出的中心位置。

~利用DFT计算离散周期信号 x [ k ] 的频谱

分析步骤为: (1) 确定离散周期序列

~x[k] 的基本周期N;

(2) 利用fft函数求其一个周期的DFT,得到X[m];

~X[m]?X[m] (3)

利用DFT计算离散非周期信号x[k] 的频谱

分析步骤为:(1) 确定序列的长度M及窗函数的类型。当序列为无限长时,需要根据能量分布,进行截短。

(2) 确定作FFT的点数N;根据频域取样定理.为使时域波形 不产生

? M混叠,必须取 N 。

(3) 使用fft函数作N点FFT计算X[m]。

三、实验内容

1、利用FFT分析信号

的频谱;

(1) 确定DFT计算的参数;

(2) 进行理论值与计算值比较,讨论信号频谱分析过程中误差 原因及改善方法。 解答:

%该周期序列的周期N=32,基频W0=p/8。

N=32; k=0:N-1; x=cos(pi*3/8*k); X=fft(x,N); subplot(2,1,1);

stem(k-N/2,abs(fftshift(X)));

ylabel('Magnitude'); xlabel('Frequency (rad)'); subplot(2,1,2);

stem(k-N/2,angle(fftshift(X)));

ylabel('Phase'); xlabel('Frequency (rad)');

3πx[k]?cos(k), k?0,1,?318

改善方法:应该多抽取些 2. 利用的频谱;

(1) 确定DFT计算的参数;

(2) 进行理论值与计算值比较,讨论信号频谱分析过程中误差 原因及改善方法。 解答:

k=0:30; x=0.5.^k;

subplot(2,1,1);

stem(k,x); %画出序列的时域波形 subplot(2,1,2); w=k-15;

plot(w, abs(fftshift(fft(x)))); %画出序列频谱的幅度谱

FFT分析信号

kx[k]?(1)u[k] 2

改善:多抽取些 3. 有限长脉冲序列

x[k]?[2,3,3,1,0,5;k?0,1,2,3,4,5],

利用FFT分析其频谱,并绘出其幅度谱与相位谱。 解答:

N=6; k=0:N-1;

x=[2,3,3,1,0,5]; X=fft(x,N); subplot(2,1,1);

stem(k-N/2,abs(fftshift(X))); ylabel('Magnitude'); xlabel('Frequency (rad)');

title('Magnitude—Frequency N=6 '); subplot(2,1,2);

stem(k-N/2,angle(fftshift(X))); ylabel('Phase'); xlabel('Frequency (rad)');

本文来源:https://www.bwwdw.com/article/natv.html

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