电子信息工程数字谱分析实践及误差讨论.doc

汕 头 大 学 工 学 院 三级项目报告 课程名称： 数 字 信 号 处 理 课程设计题目： 数字谱分析实践及误差讨论 指导教师： 系 别： 电子工程系 专 业： 电子信息工程 学 号： 姓 名： 合 作 者 完成时间： 2010 年 10 月 6 日至 10 月 26 日 成绩： 评阅人： 一 项目意义与目标 数字谱分析是DSP应用系统最基础算法。如语音压缩（MP3、无线通信）用到FFT，频谱分析仪用到FFT，4G的关键技术OFDM用到FFT…在实际DSP系统中能够正确运用数字谱分析算法。通过亲自编程、绘频谱图，掌握数字谱分析有关算法DTFT、DFT和FFT，并能够恰当举例说明数字谱分析算法产生误差原因及程度，找到减少误差的方法。理解数字谱分析中物理分辨力和计算分辨力的概念，讨论两者间的关系。 举例说明时窗宽度、类型与物理分辨率的关系。得出相应结论，给出提高物理分辨率的方法。 举例说明时窗类型与频谱泄露量的关系，说明频谱泄露的危害。给出降低频谱泄露量的方法。 举例说明物理分辨率与计算分辨率的关系，如何避免频率分量的漏判与误判。 进行课堂演示及讨论(PPT)。 分组讨论，独立撰写项目报告，提交Word电子文档。 三 项目报告正文 数字谱分析的意义 信号特征提取，语音、图象处理，通信信号处理等。应用范围：家用电器，仪器仪表，医疗仪器，有线通信，无线通信，生物生理信息处理，地球物理信息探测，雷达，电子对抗，航空航天，宇宙探索，动力控制系统…几乎所有电子设备和信息 语音压缩（MP3、无线通信）用到FFT，频谱分析仪用到FFT，4G的关键技术OFDM用到FFT… DTFT、DFT和FFT算法概述 用Equation编辑器编辑公式，下同。 时窗效应的仿真分析 3.1.1 Rectangular Window ①当时窗宽度L=64时，设定f1=1kHz，f2=1.05 kHz，f3=1.10 kHz；fs=5 kHz。 代码为： clear; close all; L=64; n=0:L-1; f1=1000;f2=1050;f3=1100; fs=5000; w1=2*pi*f1/fs;w2=2*pi*f2/fs;w3=2*pi*f3/fs; xL=sin(w1*n)+sin(w2*n)+sin(w3*n); w=0:2*pi/300:2*pi; yL=dtft(xL,w); plot(w/2/pi*fs,abs(yL),k) axis([500,2500,0,L/1.5]) xlabel(f/Hz) gtext(L=64); 仿真结果如下： ②当时窗宽度L=200时，设定f1=1kHz，f2=1.05 kHz，f3=1.10 kHz；fs=5 kHz。 代码：（略） 仿真结果如下： 仿真结果分析： 由物理分辨率计算公式知： （c=1），则当L=64，fs=5kHz时 =78.125 Hz， 又因为3个信号的谱峰间隔为50Hz，则.物理分辨率大于信号频率间隔，故不能分辨出3个信号的频谱； 当L=200，fs=5kHz时，=25Hz，则 物理分辨率小于信号频率间隔，故能分辨出3个信号的频谱 Hamming window ①当时窗宽度L=100时，设定f1=1kHz，f2=1.05 kHz，f3=1.10 kHz；fs=5 kHz。 代码为： clear; close all; L=100; n=0:L-1; fs=5000;f1=1000;f2=1050;f3=1100; w1=2*pi*f1/fs;w2=2*pi*f2/fs;w3=2*pi*f3/fs; xL=sin(w1*n)+sin(w2*n)+sin(w3*n); w=0:2*pi/500:2*pi; wh=0.54-0.46*cos(2*pi*n/(L-1)); xL_H=xL.*wh; yL=dtft(xL_H,w); plot(w/2/pi*fs,abs(yL),k) axis([500,1500,0,L/3]) xlabel(f/Hz) gtext(L=100); 仿真结果如下： ②当时窗宽度L=300时，设定f1=1kHz，f2=1.05