实验三:用FFT对信号作频谱分析.docx
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1、梧州学院实验报告实验课程:数字信号处理 实验名称:用FFT对信号作频谱分析 实验时间:2021/12/15 实验设备:电脑、matlab软件实验目的: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,以便正确应用FFT。实验原理:用FFT对信号作频分析是学习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2/N,因此要求2/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
2、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。实验内容:(1)对以下序列进行FFT分析:x1(n)=R8(n)3-n 0n3n-3 4n80 其它nn+2 0n38-n 4n80 其它nX3(n)= x2(n)= 选择FFT的变换区间N为4、8和16三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。(2)对以下周期序列进行谱分析: x4(n)=cos(/4)*n 周期 x5(n)= cos(/4)*n+ cos(/8)*n 周期选择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
3、行讨论、分析与比较。(3)对模拟周期信号进行频谱分析: x6(n)= cos(8t)+ cos(16t)+ cos(20t)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。程序:x1n=ones(1,8); %产生R8(n)序列向量X1k4=fft(x1n,4); %计算x1n的4点DFTX1k8=fft(x1n,8); %计算x1n的8点DFTX1k16=fft(x1n,16); %计算x1n的16点DFT%以下绘制幅频特性曲线figure(1); N=4; f=2/N*(0:N-1); subplot(2
4、,2,1);stem(f,abs(X1k4),.); %绘制8点DFT的幅频特性图title(1a) 4点DFTx_1(n);xlabel(/);ylabel(幅度); N=8; f=2/N*(0:N-1); subplot(2,2,2);stem(f,abs(X1k8),.); %绘制8点DFT的幅频特性图title(1a) 8点DFTx_1(n);xlabel(/);ylabel(幅度); N=16; f=2/N*(0:N-1); subplot(2,2,3);stem(f,abs(X1k16),.); %绘制8点DFT的幅频特性图 title(1a) 16点DFTx_1(n);xlabe
5、l(/);ylabel(幅度); %x2n 和 x3nxa=2:5; xb=0:4; x2n=xa,xb; %产生长度为8的三角波序列x2(n) xa1=0:3; xb1=1:5; x3n=xa1,xb1;X2k4=fft(x2n,4);X2k8=fft(x2n,8); X2k16=fft(x2n,16); X3k4=fft(x3n,4);X3k8=fft(x3n,8); X3k16=fft(x3n,16);figure(2);N=4; f=2/N*(0:N-1); subplot(2,3,1);stem(f,abs(X2k4),.); %绘制8点DFT的幅频特性图 title(2a) 4点D
6、FTx_2(n);xlabel(/);ylabel(幅度); subplot(2,3,4);stem(f,abs(X3k4),.); %绘制8点DFT的幅频特性图 title(3a) 4点DFTx_3(n);xlabel(/);ylabel(幅度); N=8; f=2/N*(0:N-1); subplot(2,3,2);stem(f,abs(X2k8),.); %绘制8点DFT的幅频特性图 title(2a) 8点DFTx_2(n);xlabel(/);ylabel(幅度); subplot(2,3,5);stem(f,abs(X3k8),.); %绘制8点DFT的幅频特性图 title(3a
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