用FFT对信号作频谱分析.doc

实验三:,了解可能出现的分析误差及其原因,以便正确应用FFT。。经常需要进行谱分析的信号是模拟信号和时域离散信号。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,因此要求。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于连续谱,因此N要适当选择大一些。周期信号的频谱是离散谱,只有用整数倍周期的长度作FFT,得到的离散谱才能代表周期信号的频谱。如果不知道信号周期,可以尽量选择信号的观察时间长一些。对模拟信号进行谱分析时,首先要按照采样定理将其变成时域离散信号。如果是模拟周期信号,也应该选取整数倍周期的长度,经过采样后形成周期序列,按照周期序列的谱分析进行。(1)对以下序列进行谱分析。选择FFT的变换区间N为8和16两种情况进行频谱分析。分别打印其幅频特性曲线。并进行对比、分析和讨论。(2)对以下周期序列进行谱分析。选择FFT的变换区间N为8和16两种情况分别对以上序列进行频谱分析。分别打印其幅频特性曲线。并进行对比、分析和讨论。(3)对模拟周期信号进行谱分析选择采样频率,变换区间N=16,32,64三种情况进行谱分析。分别打印其幅频特性,并进行分析和讨论。(1)对于周期序列,如果周期不知道,如何用FFT进行谱分析?(2)如何选择FFT的变换区间?(包括非周期信号和周期信号)(3)当N=8时,和的幅频特性会相同吗?为什么?N=16呢?(1)完成各个实验任务和要求。附上程序清单和有关曲线。(2)简要回答思考题。%%用FFT对信号作频谱分析clearall;closeall%实验内容(1===================================================x1n=[ones(1,4];%产生序列向量x1(n=R4(nM=8;xa=1:(M/2;xb=(M/2:-1:1;x2n=[xa,xb];%产生长度为8的三角波序列x2(nx3n=[xb,xa];X1k8=fft(x1n,8;%计算x1n的8点DFTX1k16=fft(x1n,16;%计算x1n的16点DFTX2k8=fft(x2n,8;%计算x1n的8点DFTX2k16=fft(x2n,16;%计算x1n的16点DFTX3k8=fft(x3n,8;%计算x1n的8点DFTX3k16=fft(x3n,16;%计算x1n的16点DFT%以下绘制幅频特性曲线subplot(2,2,1;mstem(X1k8;%绘制8点DFT的幅频特性图title('(1a8点DFT[x_1(n]';xlabel('ω/π';ylabel('幅度';axis([0,2,0,*max(abs(X1k8]subplot(2,2,3;mstem(X1k16;%绘制16点DFT的幅频特性图title('(1b16点DFT[x_1(n]';xlabel('ω/π';ylabel('幅度';axis([0,2,0,*max(abs(X1k16]figure(2subplot(2,2,1;mstem(X2k8;%绘制8点DFT的幅频特性图title('(2a8点DFT[x_2(n]';xlabel('ω/π';ylabel('幅度';axis([0,2,0,*max(abs(X2k8]subplot(2,2,2;mstem(X2k16;%绘制16点DFT的幅频特性图title('(2b16点DFT[x_2(n]';xlabel('ω/π';ylabel('幅度';axis([0,2,0,*max(abs(X2k16]subplot(2,2,3;mstem(X3k8;%绘制8点DFT的幅频特性图title('(3a8点DFT[x_3(n]';xlabel('ω/π';ylabel('幅度';axis([0,2,0,*max(abs(X3k8]subplot(2,2,4;mstem(X3k16;%绘制16点DFT的幅频特性图title('(3b16点DFT[x_3(n]';xlabel('ω/π';ylabel('幅度';axis([0,2,0,*max(abs(X3k16]%实验内容(2周期序列谱分析==================================N=8;n=0:N-1;%FF