文档介绍：信号频谱分析实验三:信号频谱分析一、实验目的:1、掌握傅立叶级数(FT),学会分析连续时间周期信号的频谱及Matlab实现;2、掌握傅立叶变换F(jw),了解傅立叶变换的性质以及Matlab实现;3、掌握信号抽样与恢复的原理,能够用Matlab实现一般信号的采样与恢复。二、课前验证实验内容:1、练习并验证实验指导书上实验十----十四的内容。2、用Matlab演示周期矩形脉冲信号的周期、脉宽与频谱宽度之间的变化关系。以课本P周期矩形脉冲信号为例,画出该信号的频谱图。改变周期及其脉133宽的值,察看频谱的变化,与书中的内容进行比较,并由不同谱图分析出周期,脉宽、谱密度、谱幅度以及带宽之间的关系。3、利用符号法中傅立叶正反变换函数:fourier(f,t,w)ifourier(F,w,t)对下列函数进行正反傅氏变换(在自己的电脑上运行,实验室做不起来)(1)求单位阶跃函数的微积分、正反傅氏变换Heaviside(t)2)求单位冲击函数的微积分、正反傅氏变换Dirac(t)((3)求门宽为的门函数的傅氏变换,1、求单位阶跃函数的微积分、傅氏变换。、求单位冲击函数的积分、傅氏变换23、求门宽为的门函数的傅氏变换,三、课内验证与设计实验1、画出书中P且周期为2的方波图形进行傅立叶级数展开,对其分解波进行121合成,在不同的N(N可自己随意取)值下画出其近似波形,并注意吉伯斯现象。2、利用数值法定义求门宽为2的门函数的傅氏变换,画出频谱图,与前面3中的(3)进行比较并对此信号进行移时与移频,观察频谱的变化。3、编制一个幅度调制的程序,调制信号为正弦信号,频率100Hz,载频为1000Hz,要求画出调制信号,已调信号的时域图形和频域图形。已知调制函数:modulate(x,fc,fs,‘am’)fft(f,N)4、分别画出书中P的四个二阶系统函数的频谱图,察看其滤波特性,与书上210的图形进行比较。(K及各a可取任意整数)KH(jw)=(低通)2jw+a*jw+a102K*(jw)H(jw)=(高通)2jw+a*jw+a10K*jwH(jw)=(带通)2jw+a*jw+a02K*(jw)+K12H(jw)=(带阻)2jw+a*jw+a1015、分别对抽样信号Sa(t)进行临界采样、过采样和欠采样、并由采样信号恢复原信号,计算二者的误差并比较三种情况下的采样误差。四、实验数据处理与结果分析:第一题t=0::4;title('级数逼近N=5')x=zeros(10,max(size(t)));subplot(2,2,3)y=zeros(10,max(size(t)));N=10;ft=0;fork=1:2:9;forn=1:N;x1=sin(pi*k*t)/k;x(k,:)=x(k,:)+x1;ft=ft+(4/pi)*(sin((2*n-1)*pi*t)y((k+1)/2,:)=x(k,:);/(2*n-1));endendsubplot(2,2,1)plot(t,ft);plot(t,y(1:9,:))title('级数逼近N=10')subplot(2,2,4)title('分解信号')subplot(2,2,2)N=50;ft=0;N=5;ft=0;forn=1:N;forn=1:N;ft=ft+(4/pi)*(sin((2*n-1)*pi*t)ft=ft+(4/pi)*(sin((2*n-1)*pi*t)/(2*n-1));/(2*n-1));endendplot(t,ft);plot(t,ft);title('级数逼近N=50')第一题图第二题t=-3::3;F=f*exp(-1i*t'*w)*;f=u(t+1)-u(t-1);F=real(F);w1=4*pi;k=0:500;w=[-fliplr(w),w(2:501)];w=k*w1/500;F=[fliplr(F),F(2:501)];2subplot(4,4,1);axis([-3,3,-,2]);plot(t,f)title('f(t)*exp(5jt)');axis([-3,3,-,2]);subplot(4,4,10);title('f(t)=u(t+1)-u(t-1)');plot(w,F);subplot(4,4,2);plot(w,F);title('f(t)*exp(5jt)-->F(W)');title('F(W)');axis([-20,20,-2,2]);subplot(4,4,3);subplot(4,4,11);F1=abs(F);plot(w,F1);F1=abs(F);plot(w,F1);title('模');subplot(4,4,4);title('f(t)*exp(5jt)-->模');P1=angle