信号处的理实验五谱分析.docx

哈尔滨工程大学实 验 报 告实 验 名 称： 实验五 谱分析 班 级： 电子信息工程4班 学 号： 姓 名： 实 验 时 间： 2016年10月10日 成 绩：________________________________指 导 教 师： 栾晓明 实验室名称： 数字信号处理实验室 哈尔滨工程大学实验室与资产管理处 制一、实验原理信号是无限长的，而在进行信号处理是只能采用有限长信号，所以需要将信号“截断”。在信号处理中，“截断”被看成是用一个有限长的“窗口”看无限长的信号，或者从分析的角度是无限长的信号x(t)乘以有限长的窗函数w(t),由傅里叶变换性质可知：如果x(t)是频宽有限信号，而w(t)是频宽无限信号，截断后信号必是频宽无限的，从而产生频谱泄露。频谱泄露不可避免，但尽量要小，因此设计不同窗函数满足不同用途需求。从能量角度，频谱泄露也是能量泄露，因为加窗后，原来信号集中在窄频带内能量分散到无限频宽范围。MATLAB信号处理工具箱提供8种窗函数。各种窗函数的幅频响应都存在明显的主瓣和旁瓣，主瓣频宽与旁瓣的幅恒定减特性决定了窗函数的应用。不同窗函数在这两方面的特点是不相同的。如blackman窗具有最宽的主瓣，而切比雪夫窗具有最窄的主瓣等。主旁瓣的频宽还与窗长度N有关。增加窗长度N将缩小窗函数主瓣宽带，但不能减小旁瓣幅值衰减的相对值（分贝数），这个值是由窗函数决定的。二、实验内容用matlab编程绘制各种窗函数的形状。用matlab编程绘制各种窗函数的幅频响应。解：将窗函数及其幅频响应有一个程序绘制出来矩形窗：N=15;%矩形窗长度15n=0:(N-1);w=boxcar(N);%调用产生矩形窗函数subplot(211);stem(n,w);%图一：矩形窗函数title(形状);[H,W]=dtft(w,1000);subplot(212);plot(W/2/pi,abs(H));%图二：矩形窗函数幅频响应title(幅频响应);汉宁窗：N=15;%汉宁窗长度n=0:(N-1);w=hanning(N);%调用产生汉宁窗函数subplot(211);stem(n,w);%图一：汉宁窗函数title(形状);[H,W]=dtft(w,1000);subplot(212);plot(W/2/pi,abs(H));%图二：汉宁窗函数幅频响应title(幅频响应);汉明窗：N=15;%汉明窗长度n=0:(N-1);w=hamming(N);%调用产生汉明窗函数subplot(211);stem(n,w);%图一：汉明窗函数title(形状);[H,W]=dtft(w,1000);subplot(212);plot(W/2/pi,abs(H));%图二：汉明窗函数幅频响应title(幅频响应); 巴特利特窗：N=15;%巴特利窗长度n=0:(N-1);w=bartlett(N);%调用产生巴特利窗函数subplot(211);stem(n,w);%图一：巴特利窗函数title(形状);[H,W]=dtft(w,1000);subplot(212);plot(W/2/pi,abs(H));%图二：巴特利窗函数幅频响应title(幅频响应);布莱克曼窗：N=15;%布莱克曼窗长度n=0:(N-1);w=blackman(N);%调用产生布莱克曼窗函数subplot(211);stem(n,w);%图一：布莱克曼窗函数title(形状);[H,W]=dtft(w,1000);subplot(212);plot(W/2/pi,abs(H));%图二：布莱克曼窗函数幅频响应title(幅频响应); triang窗：N=15;%triang窗长度n=0:(N-1);w=triang(N);%调用产生triang窗函数subplot(211);stem(n,w);%图一：triang窗函数title(形状);[H,W]=dtft(w,1000);subplot(212);plot(W/2/pi,abs(H));%图二：triang窗函数幅频响应title(幅频响应); Kaiser窗：N=15;%kaiser窗长度n=0:(N-1);w=kaiser(N,0.5);%调用产生汉明窗函数subplot(211);stem(n,w);%图一：kaiser窗函数title(形状);[H,W]=dtft(w,1000);subplot(212);plot(W/2/pi,abs(H));%图二：kaiser窗函数幅频响应title(幅频响应); 切比雪夫窗：N=15;%切比雪夫窗长度n=0:(N-1);w=chebwin(N,100);%调用产生切比雪夫窗函数subplot(211);stem(n,w);%图一：切比雪夫窗函数title(形状);[