资源描述:
《《信号与系统》实验四.doc》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、信息科学与工程学院《信号与系统》实验报告四专业班级电信09-班姓名学号实验时间2011年月日指导教师陈华丽成绩实验名称离散信号的频域分析实验目的1.掌握离散信号谱分析的方法:序列的傅里叶变换、离散傅里叶级数、离散傅里叶变换、快速傅里叶变换,进一步理解这些变换之间的关系;2.掌握序列的傅里叶变换、离散傅里叶级数、离散傅里叶变换、快速傅里叶变换的Matlab实现;3.熟悉FFT算法原理和FFT子程序的应用。4.学习用FFT对连续信号和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,以便在实际
2、中正确应用FFT。实验内容1.对连续信号(,,)进行理想采样,可得采样序列。图1给出了的幅频特性曲线,由此图可以确定对采用的采样频率。分别取采样频率为1KHz、300Hz和200Hz,画出所得采样序列的幅频特性。并观察是否存在频谱混叠。图1连续信号2.设(1)取()时,求的FFT变换,并绘出其幅度曲线。(2)将(1)中的以补零方式加长到,求并绘出其幅度曲线。(3)取(),求并绘出其幅度曲线。(4)观察上述三种情况下,的幅度曲线是否一致?为什么?3.(1)编制信号产生子程序,产生以下典型信号供谱分析
3、用。(2)对信号,,进行两次谱分析,FFT的变换区间N分别取8和16,观察两次的结果是否一致?为什么?(3)连续信号的采样频率,。观察三次变换的结果是否一致?为什么?实验记录及个人小结(包括:实验源程序、注释、结果分析与讨论等)1.对连续信号(,,)进行理想采样,可得采样序列。图1给出了的幅频特性曲线,由此图可以确定对采用的采样频率。分别取采样频率为1KHz、300Hz和200Hz,画出所得采样序列的幅频特性。并观察是否存在频谱混叠。源程序:%产生序列x(n)n=0:50;A=444.128;a=
4、50*sqrt(2.0)*pi;T=1/1000;%T分别取1/1000、1/300、1/200w0=50*sqrt(2.0)*pi;x=A*exp(-a*n*T).*sin(w0*n*T);%函数f的表达式subplot(1,2,1),stem(n,x)title('理想采样序列fs=1000Hz')%绘制x(n)的幅度谱k=-250:250;W=pi/125*k;X=x*(exp(-j*pi/125)).^(n'*k);%由公式计算DTFTmagX=abs(X);subplot(1,2,2),
5、plot(W,magX)title('理想采样序列的幅度谱')结果图fs=300HZfs=200HZ2.设(1)取()时,求的FFT变换,并绘出其幅度曲线。(2)将(1)中的以补零方式加长到,求并绘出其幅度曲线。(3)取(),求并绘出其幅度曲线。(4)观察上述三种情况下,的幅度曲线是否一致?为什么?源程序1:n=0:10;M=length(n);x1=cos(0.48*pi*n)+cos(0.52*pi*n);subplot(2,2,1)stem(n,x1)xlabel('n')title('x(
6、n)0<=n<=10')k=0:250;N=length(k);w=2*pi/N*k;WN=exp(-j*2*pi/N);kn=n'*k;WNkn=WN.^kn;X=x1*WNkn;subplot(2,2,2)plot(w/pi,abs(X))xlabel('w/pi')title('x(n)傅里叶变换的近似幅度')k=0:10;N=length(k);X1=fft(x1,N);w=2*pi/N*k;subplot(2,2,3)plot(w/pi,abs(X1))holdonstem(w/pi,a
7、bs(X1),'r:')xlabel('w/pi')title('X(k)的幅度(变换区间长度N=11)')k=0:20;N=length(k);X2=fft(x1,N);w=2*pi/N*k;subplot(2,2,4)plot(w/pi,abs(X2))holdonstem(w/pi,abs(X2),'r:')xlabel('w/pi')title('X(k)的幅度(变换区间长度N=21)')结果图:源程序:2n=0:100;M=length(n);x3=cos(0.48*pi*n)+cos(
8、0.52*pi*n);subplot(2,1,1)stem(n,x3)xlabel('n')title('x(n)0<=n<=100')k=0:100;N=length(k);X3=fft(x3,N);w=2*pi/N*k;subplot(2,1,2)plot(w/pi,abs(X3))xlabel('w/pi')title('X(k)的幅度')结果图:可见,通过加长序列的有效数据,可以很清晰地看出信号的频谱成分(和),所以物理分辨率提高了。3.(1)编制信号产生子程序,产生以下典