北航信号实验信号分析实验报告.doc

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信号与测试实验
一 实验目的
。
，了解其应用。
二 实验原理
相关 MATLAB 函数
(1) 信号产生函数
正弦： y=A*sin(2*pi*f*t)
方波： y=A*square(2*pi*f*t)
锯齿： y=A*sawtooth(2*pi*f*t)
随机噪声： y=A*randn(size(t))
(2) 傅里叶变换及反变换
Y=fft(x,N) x为信号,N为点数，是2的幂次。
(3) 相关运算
c=xcorr(x ， 'unbiased') 求信号 x 的自相关， 'unbiased' 为无偏估计 c=xcorr(x,y,'unbiased') 信号 x、y 的互相关
(4) 波形显示
plot(x,y) x 为横坐标， y 为纵坐标
添加标注 xlabel( ‘ text ') 将 text 添加到 x 轴下方
ylabel( ‘ text ') 将 text 添加到 y 轴下方
title( ‘ text ') 将 text 添加到图形上方
三实验步骤及内容
1 产生不同的周期信号，包括正弦信号、方波信号、锯齿波信号，在时域分析这些波
形特征（幅值、频率（周期））。对产生的信号进行Fourier变换，在频域分析信号的特征, 并说明方波信号和锯齿波信号的信号带宽（进行傅里叶变换时注意采样频率）。
（1 ）正弦信号
（2 ）方波信号
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■
r
x=2rtrsqujare(2tp i^5Tt)
20 0,5 07
tfs
(3)锯齿波信号
x=2*s awt oot hp^p i 巧F)
时域
# / 14
正弦
方波
余弦
幅值
2
2
2
频率
10
5
5
频域
正弦信号频谱离散，仅在 f=10Hz时幅值最大；
方波信号频谱离散，在5Hz的奇数倍频有振幅值，且随着频率增大，振幅值减小，其他 频率点振幅值为零，信号带宽 50Hz ；
锯齿波信号频谱离散，在 5Hz的倍数频率处有振幅值，且随着频率增大，振幅值减小， 其他频率点振幅值为零，信号带宽 50HZ。
2在Matlab中产生随机噪声、阶跃信号（选作）、矩形脉冲（选作）。对产生的信号 进行Fourier变换，在频域分析信号的特征（进行傅里叶变换时注意采样频率）。
（1） 随机噪声
随机噪声的频谱为连续频谱，分布与幅值均随机
3产生复合信号:
由3个不同频率、幅值的正弦信号叠加的信号，从图形上判断信号的特征;
产生由正弦信号和随机信号叠加的混合信号，从图形上判断信号的特征； 产生由正弦信号和方波叠加的信号，从图形上判断信号的特征 对中的3种复合信号进行FFT计算，从图上判断信号的特征
（1）3个正弦信号叠加
3个正弦信号叠加仍为周期信号，频谱离散，在 10Hz,20Hz,50Hz处有振幅，且50Hz
信号振幅为两倍。
（2） 正弦叠加噪声信号
正弦信号与噪声信号叠加大致为正弦信号，但信号不光滑，其频谱离散，是正弦与噪声 各自频谱的叠加，其中10Hz处幅值最大，其余部分幅值很小且随机。
(3) 正弦信号叠加方波信号
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正弦信号与方波叠加仍为周期信号，频谱离散，在 10Hz和20Hz的整数倍处有振幅,
是正弦与方波各自频谱的叠加，在 10Hz处振幅最大。
4产生一个基波信号，显示图形；按照方波的傅里叶级数展开的规律再叠加一个三次谐 波，显示图形；再叠加一个五次谐波，显示图形，观察信号的变化。将以上图形显示在 同一张图的不同部分。
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1/s t/s
阿乜inQF門Lt) %勒堂阿库CM承阿财时I仍陋谟 阿卩0pi苦
随着高次谐波的叠加，信号越来越接近方波，验证了其傅里叶展开。
5产生一个周期信号，进行自相关运算，说明周期信号进行自相关运算后的信号与原信 号相比的特点。
y=