频谱分析技术优缺点

频谱分析技术

研机械2012

姚金凯

122080200045

基于加窗FFT的频谱分析

随着计算机和微电子技术的飞速发展，基于数字信号处理的频谱分析已经应用到各个领域并且发挥着重要作用。信号处理方法是当前机械设备故障诊断中重要的技术基础之一，分析结果的精确程度是诊断成功与否的关键因素。研究频谱分析是当前主要的发展方向之一。数字信号处理基本上从两个方面来解决信号的处理问题：一个是时域方法，即数字滤波；另一个是频域方法，即频谱分析。

FFT是离散傅立叶变换的快速算法，可以将一个信号变换到频域，这样有助于对信号进行分析。Matlab是具有很强的科学计算和图形显示界面的软件系统。本文主要通过用MATLAB编程来对信号进行频谱分析，并分析加矩形窗、汉宁窗、哈明窗等窗函数在不同截断时间长度及不同采样频率下对信号频谱分析的影响。

在数字信号处理中，离散傅里叶变换(Discrete．Time Fourier Transform，DFT)是常用的变换方法，它在数字信号处理系统中扮演着重要角色。由离散傅里叶变换发现频率离散化，可以直接用来分析信号的频谱、计数滤波器的频率响应，以及实现信号通过线系统的卷积运算等，因而在信号的频谱分析方面有很大的作用。

由于D

频谱分析仪技术基础

议题阐述频谱分析仪测量的主要应用 介绍频谱分析仪内部结构及工作原理 说明频率分辨率、灵敏度和动态范围等重要指标在分析仪测 量中的重要作用 针对PHS测试，简述注意事项

8563A

SPECTRUM ANALYZER

9 kHz - 26.5 GHz

要达到的学习目标熟练应用频谱分析仪 了解频谱分析仪结构原理，了解频谱 分析仪性能指标 掌握PHS测试频谱分析仪参数设置

1 频谱分析仪应用从事通信工程的技术人员，在很多时候需要对信号进行分析， 针对不同观察域，分别用示波器、频谱分析仪和矢量分析仪 观察信号 示波器只能观察信号的幅度、周期和频率；但频谱分析仪还 可以分析信号的频率分布信息、频率、功率、谐波、杂波、 噪声、干扰和失真，而矢量分析仪可以在频谱分析仪基础上 分析数字调制信号调制质量

频域和时域早期的信号观察，主要依赖示波器在时域内观察信号；傅立 叶变换告诉我们：任何时域内电信号都是由一个或多个不同 频率、不同幅度和不同相位的正弦波组成的，但应用示波器 无法观察到频域内信息，只能在时域内观察；应用频域测量， 就能以频谱的形式显示出每个正弦波的幅度随频率变化的情 况 下图是信号在时域和频域内观察的结果，由此可以清楚看出 信号在频域观察的

实验4 信号的频谱分析

一、 实验目的：

1. 掌握连续时间周期信号的傅里叶级数的分析方法及其物理意义； 2. 观察截短的傅里叶级数而产生的“Gibbs现象”，了解其特点以及产生的原

因；

3. 掌握连续时间傅里叶变换的分析方法及其物理意义；

二、 实验内容及要求

1.

设上例中T1?2?;E?2，请用付立叶三角级数的方法绘制出上例中周期函数f(t)的一个周期，选择适当的不同谐波次数N，观察这两个信号用有限项谐波合成后的时域波形中是否有Gibbs现象产生，Gibbs现象有何规律，用文字说明你观察到的结果及相关分析或说明。尝试改变各频率分量的幅值或相位，观察周期函数波形所受的影响。 （1）程序代码

（2）实验结果

（3）实验分析

1、将具有不连续点如矩形脉冲进行傅立叶级数展开后，选取有限项进行合成。在逼近信号的断点处出现了明显的振荡现象，随着谐波次数的增加，振荡并没有消失，反而更加的集中在断点附近。

2、当改变周期信号各频率上的幅值和相位时，周期函数的波形随幅值和相位发生对应的变化。例：E=4，??1，则图形的幅值就变成2，且向右平移一个单位。

2.采用数值计算算法分别计算非周期连续时间信号f1的傅里叶变换.

f1?t??g6?t?

采用数值计

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电子商务正处于商业模式融合的时代 电子商务的本质就是通过互联网实现商务交易，

所谓的商业模式，无论是B2B、B2C、C2C其 区别仅仅在于交易对象的不同。 对于B2C和C2C来说，最终消费群体的一致性 决定了它们平台体系将率先走向融合，淘宝网 的产品策略适应了这一潮流。 淘宝网的C2C其卖家群体大多都已是职业卖家， 已经不能简单称为C;淘宝的B2C Mall则更多 是拥有实体店铺的企业，淘宝的开放API

Matlab 信号处理工具箱 帮助文档 谱估计专题

翻译：无名网友 & Lyra

频谱分析

Spectral estimation（谱估计）的目标是基于一个有限的数据集合描述一个信号的功率（在频率上的）分布。功率谱估计在很多场合下都是有用的，包括对宽带噪声湮没下的信号的检测。

从数学上看，一个平稳随机过程xn的power spectrum（功率谱）和correlation sequence（相关序列）通过discrete-time Fourier transform（离散时间傅立叶变换）构成联系。从normalized frequency（归一化角频率）角度看，有下式

Sxx????m????R?m?exx2??j?m

注：Sxx????X???1，其中X????limN??Nn??N/2?N/2xnej?n??????。其matlab

近似为X=fft(x,N)/sqrt(N)，在下文中XL?f?就是指matlab fft函数的计算结果了

使用关系??2?f/fs可以写成物理频率f的函数，其中fs是采样频率

?Sxx?f??m????R?m?exx?2?jfm/fs

相关序列可以从功率谱用IDFT变换求得：

Rxx?m??????sSxx?

信号与系统

实验报告

实验三 周期信号的频谱分析

实验报告评分：_______

实验三 周期信号的频谱分析

实验目的：

1、掌握连续时间周期信号的傅里叶级数的物理意义和分析方法；

2、观察截短傅里叶级数而产生的“Gibbs现象”，了解其特点以及产生的原因；

3、掌握各种典型的连续时间非周期信号的频谱特征。

实验内容：

（1）Q3-1 编写程序Q3_1，绘制下面的信号的波形图：

其中，0 = 0.5π，要求将一个图形窗口分割成四个子图，分别绘制cos(?0t)、cos(3?0t)、cos(5?0t) 和x(t) 的波形图，给图形加title，网格线和x坐标标签，并且程序能够接受从键盘输入的和式中的项数。

程序如下:

clear,%Clear all variables

close all,%Close all figure windows

dt = 0.00001; %Specify the step of time variable t = -2:dt:4; %Specify the interval of time w0=0.5*pi; x1=cos(w0.*t); x2=cos(3*w0.*t); x3=cos

实验二 FFT频谱分析及应用 一、实验目的：

1、通过实验加深对FFT的理解；

2、熟悉应用FFT对典型信号进行频谱分析的方法。 二、实验内容

使用MATLAB程序实现信号频域特性的分析。涉及到离散傅立叶变换(DFT)、快速傅立叶变换(FFT)及信号频率分辨率等知识点。 三、实验原理与方法和手段

在各种信号序列中，有限长序列占重要地位。对有限长序列可以利用离散傅立叶变换(DFT)进行分析。DFT不但可以很好的反映序列的频谱特性，而且易于用快速算法(FFT)在计算机上进行分析。

有限长序列的DFT是其z变换在单位圆上的等距离采样，或者说是序列傅立叶的等距离采样，因此可以用于序列的谱分析。FFT是DFT的一种快速算法，它是对变换式进行一次次分解，使其成为若干小数据点的组合，从而减少运算量。

在MATLAB信号处理工具箱中的函数

fft（x,N）,可以用来实现序列的N点快速傅立叶变换。

经函数fft求得的序列一般是复序列，通常要求出其幅值和相位。MATLAB中提供了求复数的幅值和相位的函数：abs、angle，这些函数一般和fft同时使用。 四、实验组织运行要求

1、学生在进行实验前必须进行充分的预习，熟悉实验内容；

1

2、学生根据实验

金融创新的负效应①金融创新带来了新的金融风险。

Financial innovation negative (1) brings new financial innovation of financial risk.

各种衍生金融品本身就带有一定程度的风险，如市场风险、信用风险、操作风险等。 All sorts of derivative financial product itself with a degree of risk, such as market risk, credit risk and operational risk, etc.

金融创新使金融产品多样化，高技术的采用使金融资产具有更大的流动性，再加上金融工具以小博大的特点，交易的规模日趋扩大，风险也日益增大。

Financial innovation has made financial product diversification, high technology adoption make financial assets have greater liquidity, plus financial tools with the characteri

多媒体教学优缺点分析

随着现代科学技术的发展，计算机已进入各类教育领域，并得到迅速的发展。多媒体技术在教育上的应用，使得教学手段、教学方法、教材观念与形式、课堂教学结构、甚至教学思想与教学理论都发生了变革。

一 、多媒体教学的优势

多媒体作为形象化的教学手段，一方面打破了传统的以教师为中心的教学模式,在很大程度上促进了教育观念和教学形式的转变，另一方面在提高教学质量和效率、创设教学情景和优化教学环境等方面都起到了非常重要的作用。

1.运用多媒体教学，能激发学习兴趣。

多媒体创设的教学情景，改变了传统教学中粉笔加黑板的单一、呆板的表现形式，能将抽象、生涩、陌生的知识直观化、形象化，激发了学生学习、探究的浓厚兴趣，唤起了学生求知的好奇心。

2.运用多媒体教学，能提高教学效率。

多媒体教学可以迅速地把课程资源显现在学生面前，既可以大量节省教师讲课、板书的时间，又可以提高授课能力及水平，教师能传授更多的知识。在一定程度上增加了课堂的容量，并能取得较好的教学效果。

3.运用多媒体教学，能提高教学质量。

多媒体的运用，可以变复杂为简单、变困难为容易，变抽象为形象，更易突出重点和难点，让不易理解的重点、难点，变得生动、形象、具体，清

楚易懂，使教学收到了事半

张家界、凤凰古城、沱江泛舟、陈斗南宅院三日游旅游路线策划

及优缺点分析

第一天 ：接团，张家界国家森林公园之黄石寨、金鞭溪一日游

上午 中旅导游及司机在张家界火车站或机场举接站牌免费接站，乘坐拼团旅游空调专车前往中国第一个国家级森林公园——张家界国家森林公园【门票：248元已含】游览大氧吧广场（每立方厘米空气中含8-10万个负氧离子），登海拔1200米张家界最大的凌空观景台——黄石寨精品游览线,千山万壑尽收眼底，沿着山顶环寨游道行走，可欣赏到黄石寨绝美的自然风光，沿途可欣赏六奇阁、摘星台、双门迎宾、五指峰、雾海金龟等武陵绝景。 下午 漫步游览“中国最美丽的大峡谷”—金鞭溪，金鞭溪全长7.5公里，步行游览约2.5小时，金鞭溪是天然形成的美丽溪流，因金鞭岩而得名，溪谷植被繁茂，溪水四季清澈，被称为“山水画廊”、“人间仙境”。沿途游览金鞭岩、神鹰护鞭、劈山救母、醉罗汉、文星岩、紫草潭、千里相会、水绕四门、观音送子、师徒取经、长寿泉、蜡烛峰、双龟探溪、秀才藏书等著名景点。(晚上可自费观看被文化部授予“国家文化产业示范基地”光荣称号的《魅力湘西》大剧院的场内演艺与场外篝火 住宿：武陵源景区

特别贴士： 第一天进景区需要乘车、爬山、建议行李精