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《正弦信号的正弦信号的频谱分析及提取》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※2007级学生数字通信原理课程设计数字通信原理课程设计报告书课题名称正弦信号的频谱分析及提取姓名胡婷学号0712401-34院、系、部物理与电信工程系专业通信工程指导教师邓曙光2010年01月15日10一、设计任务及要求设计目的掌握滤波器的设计和应用方法,熟练掌握相关软件的应用。掌握用FFT及其逆变换,进一步理解信号的各种处理方式和方法。掌握matlab的工具箱的应用。设计要求用matlab产生两个正弦波信号,并将两个信号叠加形成新的信号,得到新的信号后,利用matlab自带
2、的FFT函数对其进行频谱分析。利用滤波器从合成信号中滤掉不属于本信号的频率部分,经过fftfile命令得到信号时域图,再通过快速福利叶变换得到原始信号的频域波形。指导教师签名:2010年月日二、指导教师评语:指导教师签名:2010年月日三、成绩验收盖章2010年月日10正弦信号的频谱分析及提取0712401*34胡婷(湖南城市学院物理与电信工程系通信工程专业,益阳,413000)1、设计目的1)掌握滤波器的设计和应用方法。2)熟练掌握相关软件的应用。3)掌握用FFT及其逆变换。4)进一步理解信号的各种处理方式和方法。5)掌
3、握matlab的工具箱的应用。2、设计原理从外部产生两个正弦波信号x1,x2,并将两个信号叠加形成新的信号x3。再利用matlab中的FFT函数对x3进行频谱分析。同时把叠加信号x3分别通过滤波器1和滤波器2,利用滤波器从叠加信号x3的中滤掉不属于本信号的频率部分,经过fftfile命令得到信号时域图,最后通过快速福利叶变换得到原始信号的频域波形。原理框图如图1所示:图2.1原理框图103、详细设计步骤(1)输入原始信号并通过叠加得到混合信号,并选取合适的采样频率开始,利用sin函数产生两个不同幅度不同频率的信号x1,x2
4、:使用input命令,使信号的幅度和频率由用户外部输入。接着通过公式x3=x1+x2,得到叠加后的信号x3.程序中用if语句根据用户输入的信号频率决定N的取值。N为信号x1和x2中频率高者的频率值的一半,而采样频率N等于抽样点数N。从而避免输出波形显的过密或过稀,提高FFT变换的速度。(2)对叠加后的信号x3用FFT作谱分析利用matlab提供的傅里叶变换函数FFT,得到叠加后的信号x3的傅里叶变换。因为离散傅里叶变换,其振幅关于N/2对称,所以只选取0到N/2之间的点。(3)利用设计的滤波器,从信号x3中提取信号x1与x
5、2数字滤波器是具有一定传输选择特性的数字信号处理装置,其输入、输出均为数字信号,实质上是一个由有限精度算法实现的线性时不变离散系统。它的基本工作原理是利用离散系统特性对系统输入信号进行加工和变换,改变输入序列的频谱或信号波形,让有用频率的信号分量通过,抑制无用的信号分量输出。叠加信号x3利用fftfile函数,将原始信号从叠加信号的频谱中滤取出来,得到信号时域特性,用fftfile函数得到的结果y1,y2中包含虚部和实部两部分。再用real命令显示滤得信号的实部。此时可看出,大致波形是正弦信号,但存在很大的失真。(4)获取
6、滤波后信号的频谱最后将y1,y2分别通过FFT变换,得到原始信号的频谱,此时我们可以观察到信号的频谱几乎没有失真。4、程序设计clearall;closeall;%输入两个正弦信号,得到进行混叠信号x3,并观察它的频谱特征z1=input('请输入信号1的幅度:');f1=input('请输入信号1的频率:');10z2=input('请输入信号2的幅度:');f2=input('请输入信号2的频率:');%信号x1,x2的参数设定f=max(f1,f2);%根据抽样定理,由输入频率取N=3*f;%采样点数t=linspa
7、ce(0.1,1.2,N);%N也相当于抽样频率x1=z1*sin(2*pi*f1*t);%输入信号x1x2=z2*sin(2*pi*f2*t);%输入信号x2x3=x1+x2;%叠加信号x3figure(1)plot(t,x1)%输入信号x1的时域图title('原始信号x1');figure(2)plot(t,x2)%输入信号x2的时域图title('原始信号x2');figure(3)%叠加信号x3的时域图plot(t,x3)title('叠加信号x3');x3=fft(x3,N);figure(4)F=x3(1:N
8、/2+10)plot(abs(F))title('混和信号x3频谱图');%设计滤波器1,滤出信号y1,并作出它的频谱图c=input('请输入滤波器1指标:');fc1=f1-1;fc2=f1+1;w1=2*pi*fc1/N;w2=2*pi*fc2/N;%设置滤波器1带宽window=hamming(
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