正弦信号的谱分析及提取的背景和意义

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

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(

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

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

实验报告

课程名称 信号与线性系统分析

实验名称 周期信号的傅里叶级数和频谱分析 实验类型 验证 （验证、综合、设计、创新）

3日

实验四、周期信号的傅里叶级数和频谱分析

1实验目的

1）学会利用MATLAB分析傅里叶级数展开，并理解傅里叶级数的物理含义； 2）学会利用MATLAB分析周期信号的频谱特性。

2实验原理及实例分析

周期信号可以再函数的区间里展成在完备正交信号空间中的无穷级数。如果完备的正交函数集是三角函数集或指数函数集，那么，周期信号所展开的无穷级数就分别成为“三角型傅里叶级数”或“指数型傅里叶级数”，统称为傅里叶级数。

2.1周期信号的傅里叶级数

（基本原理请参阅教材第四章的4.1节和4.2节。）

例1：周期方波信号f(t)如图1所示，试求出该信号的傅里叶级数，利用MATLAB编程实现其各次谐波的叠加，并验证Gibbs现象。

f(t)3210-1-2-3-2-1.5-1-0.50t(sec)0.511.52

图1 周期方波信号f(t)的波形图

解：从理论分析可知，周期方波信号f(t)的傅里叶级数展开式为

f(t)?1111(sin?0t?sin3?0t?sin5?0t?sin7

非周期信号的频谱分析

一、 实验目的

1) 掌握用MATLAB编程，分析门信号的频谱； 2) 掌握用MATLAB编程，分析冲击信号的频谱； 3) 掌握用MATLAB编程，分析直流信号的频谱； 4) 掌握用MATLAB编程，分析阶跃信号的频谱； 5) 掌握用MATLAB编程，分析单边信号的频谱； 二、 实验原理 常见的非周期信号有： 1、 门信号

门信号的傅里叶变换对为：

?1??g?(t)???0??t?t??22sin(?F(j?)???2)?2??????Sa??2?? ?它的幅度频谱和相位频谱分别为

???0sin()?0??????2 F(j?)??Sa?? ?(?)????2????sin()?0??22、 冲激信号

冲激信号的傅里叶变换对为

?(t)?1

3、 直流信号

直流信号的傅里叶变换为

1?2??(?)

4、 阶跃信号

阶跃信号的傅里叶变换为

u(t)?111?sgn(t)????(?) 22j?5、 单边指数信号

单边指数信号的傅里叶变换对为

?e?atf(t)???0

t?0t?0?1

??j?幅度频谱和相位频谱分别为

F(j?)?1? ?(?)??arctan()

a??j?三、 涉及的

关于用MATLAB设计对信号进行频谱分析和滤波处理的程序

设计出一套完整的系统，对信号进行频谱分析和滤波处理；

1．产生一个连续信号，包含低频，中频，高频分量，对其进行采样，进行频谱分析，分别设计三种高通，低通，带通滤波器对信号进行滤波处理，观察滤波后信号的频谱。

2.采集一段含有噪音的语音信号（可以录制含有噪音的信号，或者录制语音后再加进噪音信号），对其进行采样和频谱分析，根据分析结果设计出一合适的滤波器滤除噪音信号。

只要有程序就可以了，谢谢各位了，提供点帮助喽！！没学过MATLAB，自学的，要做很难的这个就有点困难啦！！这两个题目随便哪个都可以.先谢谢啦!!好的答案会追加分的，目前我只有这么多了!

完整的程序 %写上标题

%设计低通滤波器： [N,Wc]=buttord()

%估算得到Butterworth低通滤波器的最小阶数N和3dB截止频率Wc [a,b]=butter(N,Wc); %设计Butterworth低通滤波器 [h,f]=freqz(); %求数字低通滤波器的频率响应 figure(2); % 打开窗口2

subplot(221); %图形显示分割窗口

plot(f,abs(h)); %

附件1：

《基于******的******关键技术集成和应用

示范（厅市会商）》可行性研究报告

一、立项的背景及意义

1、立项的背景

***制品加工行业是我地区经济的三大支柱产业之一，近几年，在政府的大力支持下，行业快速发展，现有规模企业344家（其中从事******生产企业102家），从业人员10万多人，年产值90余亿元，被中国***工业协会命名为中国******生产基地，为我市经济发展做出贡献。随着时代的发展和技术的进步，国内外相继出台了严格的针对***制品的安全环保法规，对***制品，特别牵涉到人民生命安全的医药食品领域的***包装制品日趋提高和严格。我市的******产品主要为产品档次和技术含量低的XXX***、******、******等产品，随着安全环保法规相继出台，产品市场竞争力渐趋弱化，企业生存、行业发展和地方经济遇到了严重的威胁和挑战。尽快调整产品结构，提高产品技术含量，实现行业转型升级，是行业和区域经济社会可持续发展的迫切需要。

药品包装用非XXX******是一种直接用于输液包装的新材料，是随人们生活、健康水平提高和对输液给药方式安全需要而产生的新产品。该产品具有技术集成度高、关键技术适用面广、经济附加值高和市

1

场需求

附件1：

《基于******的******关键技术集成和应用

示范（厅市会商）》可行性研究报告

一、立项的背景及意义

1、立项的背景

***制品加工行业是我地区经济的三大支柱产业之一，近几年，在政府的大力支持下，行业快速发展，现有规模企业344家（其中从事******生产企业102家），从业人员10万多人，年产值90余亿元，被中国***工业协会命名为中国******生产基地，为我市经济发展做出贡献。随着时代的发展和技术的进步，国内外相继出台了严格的针对***制品的安全环保法规，对***制品，特别牵涉到人民生命安全的医药食品领域的***包装制品日趋提高和严格。我市的******产品主要为产品档次和技术含量低的XXX***、******、******等产品，随着安全环保法规相继出台，产品市场竞争力渐趋弱化，企业生存、行业发展和地方经济遇到了严重的威胁和挑战。尽快调整产品结构，提高产品技术含量，实现行业转型升级，是行业和区域经济社会可持续发展的迫切需要。

药品包装用非XXX******是一种直接用于输液包装的新材料，是随人们生活、健康水平提高和对输液给药方式安全需要而产生的新产品。该产品具有技术集成度高、关键技术适用面广、经济附加值高和市

1

场需求

附件1：

《基于******的******关键技术集成和应用

示范（厅市会商）》可行性研究报告

一、立项的背景及意义

1、立项的背景

***制品加工行业是我地区经济的三大支柱产业之一，近几年，在政府的大力支持下，行业快速发展，现有规模企业344家（其中从事******生产企业102家），从业人员10万多人，年产值90余亿元，被中国***工业协会命名为中国******生产基地，为我市经济发展做出贡献。随着时代的发展和技术的进步，国内外相继出台了严格的针对***制品的安全环保法规，对***制品，特别牵涉到人民生命安全的医药食品领域的***包装制品日趋提高和严格。我市的******产品主要为产品档次和技术含量低的XXX***、******、******等产品，随着安全环保法规相继出台，产品市场竞争力渐趋弱化，企业生存、行业发展和地方经济遇到了严重的威胁和挑战。尽快调整产品结构，提高产品技术含量，实现行业转型升级，是行业和区域经济社会可持续发展的迫切需要。

药品包装用非XXX******是一种直接用于输液包装的新材料，是随人们生活、健康水平提高和对输液给药方式安全需要而产生的新产品。该产品具有技术集成度高、关键技术适用面广、经济附加值高和市

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场需求