試驗1用MATLAB進(jìn)行信號頻譜分析推薦文檔

1、第7章數(shù)字信號處理實驗實驗3用MATLABf行信號頻譜分析實驗1用MATLAM行信號頻譜分析一、實驗?zāi)康某醪秸莆誐ATLA/生常用離散時間信號的編程方法。學(xué)習(xí)編寫簡單的FFT算法程序，對離散信號進(jìn)行幅頻譜分析。 觀察離散時間信號頻譜的特點。二、實驗原理常用的離散時間信號在MATLASS言主要是研究離散信號的。常用的離散信號有：1.單位取樣序列1 n=0白(n) = Q n # 02 .單位階躍序列1n 之 0u( n)=,0 n 03.實指數(shù)序列x(n) =an Vn; a w R4.復(fù)指數(shù)序列Ea)n x(n) = evn5.正（余）弦序列x(n) = c o s%n 十 日)Vn6.周期序

2、列x(n) = x(n + N) Vn離散信號的產(chǎn)生離散信號的圖形顯示使用stem指令。在MATLAB中的信號處理工具箱中，主要提供的信號是離散信號19第7章數(shù)字信號處理實驗實驗3用MATLABf行信號頻譜分析由于MATLAB對下標(biāo)的名勺定為從1開始遞增，例如x=5,4,3,2,1,0,表示 x(1)=5,x(2)=4,X(3)=3因此要表示一個下標(biāo)不由1開始的數(shù)組x(n), 一般應(yīng)采用兩個矢量，如n=-3, -2 , -1 , 0, l , 2, 3, 4, 5;x=1, -l , 3, 2 , 0, 4, 5, 2, 1;這表示了一個含 9個采樣點的矢量：X(n)=x(-3), x(-2)

3、 , x(-1),x(0) , x(1) , x(2) , x(3) , x(4) , x(5)。.單位取樣序列卻、1 n =0&n)=：0 n#0這一函數(shù)實現(xiàn)的方法有二：方法一：可利用 MATLAB的zeros 函數(shù)。x=zeros(1 , N) ；% 建立一個一行 N列的全零數(shù)組x(1)=1;% 對 X (1)賦 1方法二：可借助于關(guān)系操作符實現(xiàn)n=1:N;x=n=1; %n 等于1時邏輯關(guān)系式結(jié)果為真，x=1 ； n不等于1時為假，x=00 n1 n n0如要產(chǎn)生5(nn0) =J1 n = n0(n1 n2)I0 n0 : n - n2則可采用 MATLAB實現(xiàn):n=n1:n2:x=(

4、n-n0)=0 x=1 ； n w n0 時為；%n=n0時邏輯關(guān)系式結(jié)果為真,20第7章數(shù)字信號處理實驗實驗3用MATLABf行信號頻譜分析假，x=02.單位階躍序列u (n) = *n. 0n:二 0這一函數(shù)可利用MATLAB的ones函數(shù)實現(xiàn):n1 n0 n2上的單位階；n-n0 =”來實現(xiàn)。如要產(chǎn)生在躍序列1 n 之 n0u(n -n0)=、0 n =0 ； %n-n0 0 為真，x=1.實指數(shù)序列x(n) =an a為任意實數(shù)采用MATLAB實現(xiàn)：n=0: N-l ;x=a.An；.復(fù)指數(shù)序列x(n) =e(c 0)n采用MATLAB實現(xiàn)：21第7章數(shù)字信號處理實驗實驗3用MATLA

5、Bf行信號頻譜分析n=0:N-1;x=exp(lu+j*w0)*n)；.正(余)弦序列x(n) = cos(，0n 二)采用MATLAB實現(xiàn)：n=0: N-l ;x=cos(w0*n+Q) ;.隨機(jī)序列MATLAB中提供了兩類(偽)隨機(jī)信號：rand(1 , N)產(chǎn)生0 , 1)上均勻分布的隨機(jī)矢量；randn(1 , N)產(chǎn)生均值為0,方差為1的高斯隨機(jī)序列，也就是白噪聲序 列。其它分布的隨機(jī)數(shù)可通過上述隨機(jī)數(shù)的變換而產(chǎn)生。.周期序列x(n); x(n N)例如，設(shè)t1表示T序列中一個周期的序列，要產(chǎn)生 4個周期的T序列，用MATLAB實現(xiàn)：T = t1 t1 t1 t1;三、實驗任務(wù) 運行

6、實驗原理中介紹的例題程序，讀懂每一條程序的含義，熟悉MATLAB 中離散信號和頻譜分析常用的子函數(shù)。編寫求解例1中單位階躍序列頻譜的程序，并顯示其信號及其頻譜曲線。n0=0;nf=10;ns=3;N=32;M=100;22畫出x2的單位階躍序列 樣點自0開始對x2進(jìn)行32點傅里葉變換對x2進(jìn)行100點傅里葉變換%求幅度譜點傅里葉變換的頻譜圖第7章數(shù)字信號處理實驗實驗3用MATLABf行信號頻譜分析n2=n0:nf;x2=(n2-ns)=0;subplot(3,1,1),stem(n2,x2);%i=0:N-1;j=0:M-1;%y1=fft(x2,N);%y2=fft(x2,M);%aw1=a

7、bs(y1); aw2=abs(y2);subplot(3,1,2);plot(i,aw1) %32subplot(3,1,3);plot(j,aw2) %100點傅里葉變換的頻譜圖已知一個用square產(chǎn)生的方波信號頻率為100Hz,幅度為2V,對其進(jìn) 行32點的采樣并進(jìn)行FFT運算，顯示采樣后的信號及其頻譜圖。（可參考例5）f=100;Um=2;nt=1;%個周期個數(shù)N=32;T=nt/f;%Ndt=T/N;%n=0:N-1; t=n*dt; xn=Um*square(2*f*pi*t,50); subplot(2,1,1);stem(t,xn);輸入信號頻率100、振幅為2和顯示為32個

8、采樣點數(shù)，T為窗口顯示時間 采樣時間問隔產(chǎn)生時域信號 顯示時域信號axis(0 T 1.1*min(xn) 1.1*max(xn); ylabel(x(n);i=0:N-1;y=fft(xn,N);AW=abs(y);%subplot(2,1,2);stem(i,AW); % ylabel(|X(k)|,);用FFT子函數(shù)求信號的頻譜 顯示信號的頻譜23第7章數(shù)字信號處理實驗實驗3用MATLABf行信號頻譜分析(四)一無限長序列x(n)=0.8nu(n) 截取序列長度M=10點，用FFT計算其頻譜，并與理論計算的結(jié)果進(jìn)行比較 觀察頻譜泄漏現(xiàn)象.截取序列長n0=0;nf=9;n3=n0:nf;x3=(0.8).An3;% 實數(shù)指數(shù)序列subplot(3,1,1);stem(n3,x3);N=10;i=0:N-1;M=50;j=0:M-1;y1=fft(x3,N);y2=fft(x3,M);aw1=abs(y1);aw2=abs(y2);%求幅度譜subplot(3,1,2);plot(i,aw1);subplot(3,1,3);plot(j,aw2);24第7章數(shù)字信號處理實驗實驗3用MATLABf行信號頻譜分析四、實驗總結(jié)3.我們知道抽樣時問問隔越小，此時顯示的頻譜越是準(zhǔn)確。因此，當(dāng)我們 在利用fft計算頻譜的時候，我們應(yīng)該盡量提高取樣點數(shù)，