实验二用FFT作谱分析..docxVIP

O O 学生姓名： 学 号：专业班级： 电子091班 实验类型：口验证 口综合口设计 口创新 实验日期：2011/12/11实验成绩: 实验二用FFT作谱分析 一、 实验目的： 1、 进一步加深 DFT算法原理和基本性质的理解 （因为FFT只是DFT的一种快速算法，所以 FPT的运算结果必然满足 DFT的基本性质。 2、 熟悉FFT算法原理和FFT子程序的应用。 3、 学习用FFT对连续信号和时域离散信号进行谱分析的方法，了解可能 出现的分析误差及其原因，以便在实际中正确应用 FFT。 二、 实验主要仪器与设备 装配有MATLAB^件的计算机 三、实验原理 用FFT对信号作频谱分析是学习数字信号处理的重要内容。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No 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 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。 四、实验内容及步骤： 1复习DFT的定义、性质和用DFT作谱分析的有关内容。 2、复习FFT算法原理与编程思想，并对照 DIT— FFT运算流图和程序框图, 读懂本实验提供的FFT子程序。 3、编制信号产生子程序，产生以下典型信号供谱分析用： (1 ■ %x1( n=R4( n,N=8,16 m=4; n=0:(m-1; subplot(2,2,1; x1=[1,1,1,1]; stem( n,x1,.; xlabel( n; ylabel(x1( n; title(x1(n=R4(n ; subplot(2,2,2; xa=fft(x1,8; i=0:7; stem(i,abs(xa,.; xlabel(k; ylabel(x1( n; title(x1(n 的 8 点 FFT; subplot(2,2, subplot(2,2, PAGE #; subplot(2,2,3; xb=fft(x1,16; i=0:15; stem(i,abs(xb,.; xlabel(k; ylabel(x1( n; title(x1(n 的 16 点 FFT t ! 6 OB w ? ■ 1 护Lg ! d|ll 1 9i iiinhimA pi- 1 ? i k 2 V 忤 」山山L %x2=[1,2,3,4,4,3,2,1],N=8,16 m=8; n=0:(m-1; subplot(2,2,1; x2=[1,2,3,4,4,3,2,1]; stem( n,x2,.; xlabel( n; ylabel(x2( n; title(x2=[1,2,3,4,4,3,2,1]; subplot(2,2, subplot(2,2, PAGE #; xa=fft(x2,8; i=0:7; stem(i,abs(xa,.; xlabel(k; ylabel(x2( n; title(x2(n 的 8 点 FFT; subplot(2,2,3; xb=fft(x2,16; i=0:15; stem(i,abs(xb,.; xlabel(k; ylabel(x2( n; title(x2(n 的 16 点 FFT on 3 咼⑷二 4^ 7 (3 1°实它 %x3=[4,3,2,1,1,2,3,4],N=8,16 m=8; n=0:(m-1; x3=[4,3,2,1,1,2,3,4]; stem( n,x3,.; xlabel( n; ylabel(x3( n; title(x3=[4,3,2,1,1,2,3,4]; subplot(2,2,2; xa=fft(x3,8; i=0:7; stem(i,abs(xa,.; xlabel(k; ylabel(x3( n; title(x3(n 的 8 点 FFT; subplot(2,2,3; xb=fft(x3,16; i=0:15; stem(i,abs(xb,.; xlabel(k; n 龙”(川二 cos — J? (4 - %x4(n=cos( n *n/4,N=8,16; subplot(2,2,1; x4=si n(pi* n/8; stem( n,x4,.; xlabe