数字信号处理实验报告

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1、重庆大学光电工程学院系列课程实验报告本课程名称数字信号与处理实验实验学期2013年至2014第一学期学生所在学院光电工程学院年级11专业班级测控技术与仪器学生姓名学号指导教师签名实验最终成绩重庆大学光电工程学院教学实验中心制实验题目用FFT进行谱分析实验时间2013年11月24日实验地点主教1108实验成绩实验性质□验证性□设计性□综合性教师评语：□出勤率好□原理正确□方案合理□实验结果正确□回答问题正确□报告规范一、实验目的（1）进一步加深DFT算法原理和基本性质的理解（因为FFT只是DFT的一种快速算法，

2、所以FFT的运算结果必然满足DFT的基本性质）。熟悉FFT程序结构及编程方法。（2）熟悉应用FFT对确定信号进行谱分析方法，熟悉FFT算法原理和FFT子程序的应用。（3）学习用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，以便在实际中正确应有FFT。二、实验原理在各种信号序列中，有限长序列信号处理占有很重要地位，对有限长序列，我们可以使用离散傅里叶变换(DFT)。这一变换不但可以很好的反映序列的频谱特性，而且易于用快速算法在计算机上实现，有限长序列的DFT是其Z变换在单位圆上

3、的等距采样，或者说是序列Fourier变换的等距采样，因此可以用于序列的谱分析。FFT并不是与DFT不同的另一种变换，而是为了减少DFT运算次数的一种快速算法。它是对变换式进行一次次分解，使其成为若干小点数的组合，从而减少运算量。常用的FFT是以2为基数的，其长度。它的效率高，程序简单，使用非常方便，当要变换的序列长度不等于2的整数次方时，为了使用以2为基数的FFT，可以用末位补零的方法，使其长度延长至2的整数次方。一个序列x(n)的离散时间傅里叶变换就是它的频谱函数。三、使用仪器、器材计算机、matlab软

4、件四、实验步骤1、复习DFT的定义、性质和用DFT做谱分析的有关内容。2，复习FFT算法原理与编程思想，并对照DITFFT运算流图和程序框图，读懂本实验提供的FFT子程序。3、编制信号产生子程序，产生实验所要求的典型信号供谱分析用。4/按实验内容要求，上上机实验，并写出实验报告。2345六、实验结果分析思考题：1、说明FFT长度N改变对频谱的影响答：FFT随长度N增加，主瓣宽度减小，分辨率提高，主峰位置也较准确。2、在N=8时，x2(n)和x3(n)的幅频特性会相同吗？为什么？N=16呢？答：不相同。当N=8

5、时，序列x1(n)和x2(n)中相同的元素值对应的n值是不同的，所乘的旋转因子的值也不同，因而得到的最终结果也是不同的。同理，N=16时，所得的幅频特性也是不同的。3、FFT在什么条件下也可以用来分析周期信号序列的频谱？如果正弦信号系统sin(2πf0k),f0=0.1Hz，用16点FFT来做DFT运算，得到的频谱是信号本身的真实谱吗？为什么？答：由于FFT算法对序列长度的要求是N=2^M，M为正整数。所以，当周期信号序列一个周期的长度满足N=2^M（M为正整数）的条件时，FFT可以用来分析周期信号的频谱。不

6、是真实的频谱。因为序列的周期N=10不是2的整数次幂，所以不是真实的。