正弦信号的频域分析
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信号的频域分析与系统的频域分析专题研讨
《信号与系统》课程研究性学习手册
信号的频域分析专题研讨
【目的】
(1) 建立工程应用中有效带宽的概念,了解有限次谐波合成信号及吉伯斯现象。
(2) 掌握带限信号,带通信号、未知信号等不同特性的连续时间信号的抽样,以及抽样过程中的参数选择与确定。认识混叠误差,以及减小混叠误差的措施。
(3) 加深对信号频域分析基本原理和方法的理解。
(4) 锻炼学生综合利用所学理论和技术,分析与解决实际问题的能力。 【研讨内容】——基础题 题目1:吉伯斯现象 (1)以(C02?2?n?1Cn)/P?0.90定义信号的有效带宽,试确定下图所示信号的有效带宽N?0,
N2取A=1,T=2。
(2)画出有效带宽内有限项谐波合成的近似波形,并对结果加以讨论和比较。 (3)增加谐波的项数,观察其合成的近似波形,并对结果加以讨论和比较。
x(t)A/2tAx(t)?T0?T0/2?A/2T0/2T0?T0T0/2T0t(a) 周期矩形信号 (b) 周期三角波信号
【知识点】
连续周期信号的频域分析,有效带宽,吉伯斯现象
【信号频谱及有效带宽计算】
(a) 周期矩形信号
利用连续Fourier级数的时移特性,以
周期信号的时域及其频域分析
周期信号的时域及其频域分析
一、 实验目的
1、 掌握multisim软件的应用及用虚拟仪器对周期信号的频谱测量
2、 掌握选频电平表的使用,对信号发生器输出信号(方波、三角波、矩形波
等)频谱的测量 二、 实验原理
周期信号的傅里叶级数分析法,可以把周期信号表示为三角傅里叶级数或指数傅里叶级数,其中周期信号应满足1、 周期信号表示为三角傅里叶级数
f(t)=
.
式中,为直流分量,角频率。
当n=1,cos(Ωt)和
和为n次谐波分量系数,T为周期,Ω=为
sin(Ωt)合成角频率为Ω=的正弦分量,称为基波
分量,Ω称为基波频率;当n>1(n为整数),cos(nΩt)和sin(nΩt)合成
角频率为nΩ的正弦分量,称为n次谐波分量,nΩ称为谐波频率。 2、 周期信号表示为指数傅里叶级数
将一周期信号f(t)分解为谐波分量,即
f(t)=
其中,
是第n次谐波分量的复数振幅。三角傅里叶级数和指数傅里叶级数虽然形式不同,但是实际上它们是属于同一性质的级数,即都是将一周期信号表示为直流分量和谐波分量之和。
三、 实验内容
1、 在multisim实现周期信号的时域频域测量及分析 (1)、绘制测量电路
1
XSA1INTXSC1Ext Trig+_A+_+B
基于MATLAB的连续时间信号的频域分析
郑州轻工业学院
课程设计说明书
题目:基于MATLAB的连续时间信号的频域分析
姓 名:
院 (系): 电气信息工程学院 专业班级: 电子信息工程11-1 学 号:
指导教师:
成 绩:
时间: 2014 年 6 月 9 日至 2014 年 6 月 13 日
郑州轻工业学院 课 程 设 计 任 务 书
题目 基于MATLAB的连续时间信号的频域分析 专业、班级 电子信息工程班 学号 姓名 主要内容、基本要求、主要参考资料等: 主要内容:
利用MATLAB的图形处理功能、符号运算功能和数值计算功能,实现对连续时间信号的频域分析的MATLAB仿真,并绘制相应的信号频谱。
基本要求:
1、利用MATLAB绘制单位冲激信号、单位阶跃信号、实指数信号、正弦信号、非周期矩形脉冲信号和非周期三角波脉冲信号的频谱,并进行相应的频域分析。
2、利用MATLAB绘制周期方波信号、周期锯齿波信号和周期三角波信
实验三 连续信号的频域分析报告
实验三 连续信号的频域分析
一、 实验目的
1. 2.
掌握周期信号的频谱—— Fourier 级数的分析方法及其物理意义。
深入理解信号频谱的概念,掌握典型信号的频谱以及 Fourier 变换的主要性质。
二、 实验内容及步骤
。
T482) 求图3-6所示的单个三角脉冲(??1)的傅里叶变换,并作出其幅度谱和相位谱。 1)求不同占空比下周期矩形脉冲的幅度谱和相位谱,例如
??1、
110.80.60.40.20-6f(t)-4-20246t
图3-6 单个三角脉冲
四、实验报告要求
1. 2.
1)求不同占空比下周期矩形脉冲的幅度谱和相位谱,例如代码
t=-8:0.01:8; y=square(2*pi*t,25); T=0.01; dw=1
w=-10*pi:dw:10*pi; F=y*exp(-j*t'*w)*T;
F1=abs(F); %计算幅度谱 phaF=angle(F); %计算相位谱 subplot(3,2,1) plot(t,y); grid on; xlabel('t')
ylabel('y')
title('占空比为1/4的周期矩形脉冲的波形图') subplot(3,
实验三 - 连续时间信号的频域分析
实验三 连续时间信号的频域分析
一、实验目的:
1、掌握采用matlab求解连续时间周期信号的Fourier级数表达式的方法; 2、掌握采用matlab求解连续时间非周期信号傅立叶变换的方法; 3、掌握利用MATLAB求解连续时间信号的频谱图的方法。 4、掌握利用MATLAB求解连续时间信号的能量谱的方法。 二、实验原理:
1、matlab相关内容参考《matlab上机实验指导书》。
2、连续时间周期的傅立叶级数、连续非周期信号的傅立叶变换等内容请参
考教材第四章。
3、连续非周期信号的傅立叶变换
信号f(t)的傅里叶变换定义为
? F(j?)?F[f(t)]??f(t)e?j?tdt (3.1)
??傅里叶反变换定义为
f(t)?F?1[F(j?)]?12?????F(j?)ej?td? (3.2)
下面介绍MATLAB符号运算求解傅立叶变换的方法。
MATLAB符号数学工具箱提供了直接求解傅里叶变换和傅里叶反变换的函数fourier( )及ifourier( )。傅里叶变换的语句格式分为三种。
(1) F
肌电信号的时域和频域分析
肌电信号的时域和频域分析
摘要:肌电信号是产生肌肉力的电信号根源,它是肌肉中很多运动单元动作电 位在时间和空间上的叠加,反映了神经,肌肉的功能状态,在基础医学研究、 临床诊断和康复工程中有广泛的应用。
其种类重要有两种:一,临床肌电图检查多采用针电极插入肌肉检测肌 电图,其优点是干扰小,定位性好,易识别,但由于它是一种有创伤的检测 方法,其应用收到了一定的限制。二,表面肌电则是从人体皮肤表面通过电 极记录下来的神经肌肉活动时发放的生物电信号,属于无创伤性,操作简单, 病人易接受,有着广泛的应用前景。
本次设计基于matlab用小波变换对肌电信号进行消噪处理,分别选用20N的肌电信号数据和50N的肌电数据进行对比,最后在GUI界面上完成相应的功能处理。
关键字:肌电信号 Matlab 小波去噪 GUI
第一章 绪论
肌电信号是产生肌肉力的电信号根源,它是肌肉中很多运动单元动作电位 在 时 间 和 空 间 上 的 叠 加,反 映 了 神 经,肌 肉 的 功 能 状 态,在基础医学研究、临床诊断和康复工程中有广泛的应用。
其种类重要有两种:一,临床肌电图检查多采用针电极插入肌肉检测肌电图,其优点是干扰小,定位性好,易识别,但
正弦信号的谱分析及提取
西南科技大学
课 程 设 计 报
课程名称: 通信系统课程设计 设计名称: 正弦信号的谱分析及提取 姓 名: 学 号: 20095972 班 级: 通信0902 指导教师: 起止日期: 2012.6.4-2011.6.18
西南科技大学信息工程学院制
告
课 程 设 计 任 务 书
学生班级:通信0902 学生姓名: 学号: 20095972
设计名称: 正弦信号的谱分析及提取 起止日期:2012.6.4—2012.6.18 指导教师:
设计要求: 基本要求: ? 采用matlab或者其他软件工具产生不同频率,不同幅度的两种正弦波信号sin1(n)与sin2(n),并将这两个信号叠
正弦信号的谱分析及提取
西南科技大学
程 设 计 报
课程名称: 通信系统课程设计 设计名称: 正弦信号的谱分析及提取 姓 名: 学 号: 班 级: 指导教师: 起止日期: 2012.6.4-2012.6.18
西南科技大学信息工程学院制
课告
课 程 设 计 任 务 书
学生班级: 学生姓名: 学号: 设计名称: 正弦信号的谱分析及提取 起止日期: 2012.6.11-2012.6.25 指导教师:
设计要求: 基本要求: 采用matlab或者其他软件工具产生不同频率,不同幅度的两种正弦波信号sin1(
信号与系统实验3周期信号频域分析
实验三 周期信号频域分析
一、目的
(1)掌握周期信号傅立叶级数分解与合成的计算公式
(2)掌握利用MATLAB实现周期信号傅立叶级数分解与综合方法 (3)理解并掌握周期信号频谱特点
二、周期信号傅立叶级数
周期信号是定义在(??,??)区间内,按一定时间间隔(周期T)不断重复的信号。可表示为
f(t)?f(t?mT)
式中m为任意整数,T为周期,周期的倒数成为该信号频率。
实验内容
仿照例程,实现下述周期信号的傅立叶级数分解与合成: f(t)
1
O 4 -4 -3 1
要求:
0n5 t (a)首先,推导出求解a,a,b的公式,计算出前10次系数;
n (b)利用MATLAB求解a,a,b的值,其中a,b求解前10次系
0nnnn数,并给出利用这些系数合成的信号波形。
(a)设周期信号f(t)的周期为T,角频率??2?f?1112?T1,且满足狄里赫利条件,
则该周期信号可以展开成傅立叶级数。 (1)三角形式傅立叶级数
f(t)?a0?a1cos?1t?b1sin?1t?a2cos?2t?b2sin?2t?...?ancos?nt?bnsin?nt?...??n?a0??an?1cos(n?1t)??bn?1nsin(
第2章 时域离散信号和系统的频域分析
第2章
时域离散信号和系统的频域分析
第二章 时域离散信号和系统的频域分析
1/115
第2章
时域离散信号和系统的频域分析
2.1 引言信号和系统的分析方法有两种:时域分析方法 和变换域分析方法。
连续系统: 时域分析微分方程
傅利叶变换、拉氏变换
代数方程
离散系统: 时域分析
傅利叶变换、Z变换
差分方程
代数方程2/115
第2章
时域离散信号和系统的频域分析
序列的傅利叶变换 序列傅利叶变换的性质 序列的Z变换 不同形式序列的Z变换及其收敛域 Z逆变换 Z变换的性质 系统函数与频率特性
3/115
第2章
时域离散信号和系统的频域分析
§2.2
序列的傅利叶变换
2.2.1 序列的傅里叶变换的定义 众所周知,连续时间信号f(t)的傅里叶变换定义为:
而F(jΩ)的傅里叶反变换定义为
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第2章
时域离散信号和系统的频域分析
离散时间信号x(n)的傅里叶变换定义为:DTFT(2.2.1)
只有当序列x(n)绝对可和,即(2.2.2)
x(n)的傅里叶变换才存在且连续。 X(ejω)的傅里叶反变换定义为(2.2.4) 5/115
第2章
时域离散信号和系统的频域分析
在物理意义上,X(ejω)表示序列x(n)的频谱, ω为数字域频率。X(ejω)一般为复