(一)实验目的
(1)进一步加深DFT算法原理和基本性质的理解;(2)熟悉FFT的应用;
(3)掌握使用DFT作谱分析时可能遇到的问题及其原因,以便在实际中正确应用。
(二)实验内容和步骤
(1)复习DFT的定义及其性质。
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对于连续信号,首先需要根据其最高频率成分确定抽样频率,然后对其抽样,即计算 (3)编写程序
编写程序对信号进行谱分析,程序流程如下:
1、设置信号长度N,对连续信号设置抽样率;2、产生实验信号;
信号处理3、绘制时间序列波形图;4、使用FFT计算信号的DFT;5、绘制信号的频谱。
(4)运行程序并观察结果
a)对信号、、进行谱分析,信号长度N取8。观察输出结果。
x1(n)
X2(n):
X3(n):
b)对进行谱分析,该信号周期为8,信号长度N取8或8的整数倍(16、32等)计算频谱。再将N取不是8的整数倍,例如9或10,观察频谱发生了什么变化。
N=8:
N=16
N=32
N=9
N=10
c)令(或)。分别计算8点和16点DFT。哪一个结果正确?
x7(n),8点
x7(n),16点
X8(n),8点:
X8(n),16点:
16点时结果是准确的。
d)对连续信号抽样,依据抽样定理确定抽样率,依据频率分辨率要求设置信号长度N,首先然后用DFT进行谱分析。
采样率为60
e)改变参数设定,观察谱分析效果:
抽样率不满足抽样定理要求; 抽样率取15,信号长度为30
满足抽样定理,但不满足频率分辨率要求。 抽样率为60,分辨率为20
(三)思考题
(1)、的幅频特性之间有什么关系?为什么?
答:、的幅值对应点想家恒等于5.因为+ =5,当 0<=n<=7;
、的幅频特性相似,其中幅频相同,相位相差半个周期。如果把、 看成是周期信号的话,相当于是作半周期的位移。
(2)对进行谱分析时,如果信号长度不是周期的整数倍,频谱里发生了什么异常?为什么?(提示:DFT分析将有限长度信号看作周期信号的一个周期,对信号周期延拓后与原来设置的单一频率信号有何不同?)