哈工程数字信号处理2013版 实验五 谱分析.doc

实验五 谱分析 实验原理 信号是无限长的，而在进行信号处理时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)是频宽无限函数，截断后的信号也必是频宽无限信号，从而产生所谓的频谱泄露。 Matlab信号处理工具箱提供了8种窗函数。 用于信号分析中的窗函数可根据不同要求选择窗函数。 实验目的 研究不同类型的窗函数和一些不同的方法来测试窗的性能。 专注于有关窄带信号的几个不同的情形。 学会窗函数的应用。 实验内容 1. N=30 w1=boxcar(N) subplot(221) stem(w1); title(boxcar) w2=hanning(N) subplot(222) stem(w2) title(hanning) w3=hamming(N) subplot(223) stem(w3) title(hamming) w4=bartlett(N) subplot(224) stem(w4) title(bartlett) N=30 w5=blackman(N) subplot(221) stem(w5) title(blackman) w6=triang(N) subplot(222) stem(w6) title(triang) w7=kaiser(N,20) subplot(223) stem(w7) title(kaiser) w8=chebwin(N,20) subplot(224) stem(w8) 结果分析： 由上两图可以看出各种窗函数的主瓣宽度和旁瓣衰减大小的异同，其中kaiser窗和chebwin窗的主瓣和旁瓣由参数决定。 2. N=20 w1=boxcar(N) [X,W]=dtft(w1,500) subplot(221) plot(W/2/pi,abs(X)); title(boxcar) w2=hanning(N) [X,W]=dtft(w2,500) subplot(222) plot(W/2/pi,abs(X)); title(hanning) w3=hamming(N) [X,W]=dtft(w3,500) subplot(223) plot(W/2/pi,abs(X)); title(hamming) [X,W]=dtft(w4,500) subplot(224) plot(W/2/pi,abs(X)); title(bartlett) w5=blackman(N) [X,W]=dtft(w5,500) subplot(221) plot(W/2/pi,abs(X)) title(blackman) w6=triang(N) [X,W]=dtft(w6,500) subplot(222) plot(W/2/pi,abs(X)) title(triang) w7=kaiser(N,20) [X,W]=dtft(w7,500) subplot(223) plot(W/2/pi,abs(X)) title(kaiser) w8=chebwin(N,20) [X,W]=dtft(w8,500) subplot(224) plot(W/2/pi,abs(X)) title(chebwin) 3. w1=boxcar(10) [X,W]=dtft(w1,500) subplot(211) plot(W/2/pi,abs(X)); title(N=10) xlabel(w),ylabel(幅频响应); w2=boxcar(20) [X,W]=dtft(w2,500) subplot(212) plot(W/2/pi,abs(X)) title(N=20) xlabel(w),ylabel(幅频响应); 结果分析： 从图像可以明显看出随着N取值的增加，主瓣宽度减小。 4. （1）矩形窗 fs=10; f=25/16; N1=0.9*14*f*fs; n=0:N1-1; w1=boxcar(N1); x=0.75+3.4*cos(2*pi*f*n/fs)+2.7*cos(4*pi*f*n/fs)+1.5*sin(3.5*pi*f*n/fs)+2.5*sin(7*pi*f*n/fs); y1=w1*x; [H,W]=dtft(y1,1024); subplot(211) plot(W/2/pi,abs(H)); title(矩形窗 0.9T) N2=1.1*14*f*fs; n=0:N2-1; w2=boxcar(N2); x=0.75+3