用FFT对信号作频谱分析-实验报告.doc

文档介绍：实验报告
实验三:用FFT对信号作频谱分析
实验目的与要求
学****用FFT对连续信号和时域离散信号进行谱分析的方法,了解可能出现的分析误差及其原因,以便正确应用FFT。
实验原理
用FFT对信号作频分析是学****数字信号处理的重要内容,经常需要进行分析的信号是模拟信号的时域离散信号。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2π/N,因此要求2π/N小于等于D。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连续谱,因此N要适当选择大一些。
实验步骤及内容(含结果分析)
(1)对以下序列进行FFT分析:
x1(n)=R4(n)
n+1 0≤n≤3
8-n 4≤n≤7
0 其它n

x2(n)=
4-n 0≤n≤3
n-3 4≤n≤7
0 其它n


x3(n)=
选择FFT的变换区间N为8和16两种情况进行频谱分析,分别打印出幅频特性曲线,并进行讨论、分析与比较。
【实验结果如下】:
实验结果图形与理论分析相符。
(2)对以下周期序列进行谱分析:
x4(n)=cos[(π/4)*n]
x5(n)= cos[(π/4)*n]+ cos[(π/8)*n]
选择FFT的变换区间N为8和16两种情况进行频谱分析,分别打印出幅频特性曲线,并进行讨论、分析与比较。
【实验结果如下】:
(3)对模拟周期信号进行频谱分析:
x6(n)= cos(8πt)+ cos(16πt)+ cos(20πt)
选择采样频率Fs=64Hz,FFT的变换区间N为16、32、64三种情况进行频谱分析,分别打印出幅频特性曲线,并进行讨论、分析与比较。
【实验结果如下】:
【附录】(实验中代码)
x1n=[ones(1,4)]; %产生R4(n)序列向量
X1k8=fft(x1n,8); %计算x1n的8点DFT
X1k16=fft(x1n,16); %计算x1n的16点DFT
%以下绘制幅频特性曲线
N=8;
f=2/N*(0:N-1);
figure(1);
subplot(1,2,1);stem(f,abs(X1k8),'.'); %绘制8点DFT的幅频特性图
title('(1a) 8点DFT[x_1(n)]');xlabel('ω/π');ylabel('幅度');
N=16;
f=2/N*(0:N-1);
subplot(1,2,2);stem(f,abs(X1k16),'.'); %绘制8点DFT的幅频特性图
title('(1a) 16点DFT[x_1(n)]');xlabel('ω/π');ylabel('幅度');
%x2n 和 x3n
M=8;xa=1:(M/2); xb=(M/2):-1:1;
x2n=[xa,xb]; %产生长度为8的三角波序列x2(n)
x3n=[xb,xa];
X2k8=fft(x2n,8);
X2k16=fft(x2n,16);
X3k8=fft(x3n,8);
X3k16=fft(x3n,16);
figure(2);
N=8;