《实验四_应用FFT实现信号频谱分析.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《实验四_应用FFT实现信号频谱分析.doc（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、电信类课程试验报告学 院：基础信息工程系 别：电子信息工程课程名称：数字信号处理姓 名：学 号：日 期：实验四实验名称：应用FFT实现信号频谱分析一、实验目的（1）能够熟练掌握快速离散傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)的原理及应用FFT进行频谱分析的基础方法。（2）对离散傅里叶变换的主要性质及FFT在数字信号处理中的重要作用有进一步的了解。二、主要函数简介MATLAB中计算序列的离散傅里叶变换和逆变换是采用快速算法，利用fft和ifft函数实现。1、x=fft(x, N)输入参数：为待计算DFT的序列，N为序列的长度。输出参数：为序列 的IDFT。2、输入参数：
2、x为待计算IDFT的序列，N为序列x的长度。输出参数：X 为序列x的IDFT。三、实验内容（1）实验前学生应认真学习数字信号处理中有关章节的内容，掌握DFT的基本理论和应用FFT计算信号频谱的原理与方法。（2）编写一个调用FFT函数的通用程序，可计算下列三种序列的离散频谱。指数序列：v（n）=(0.9)u(n)周期为N的余弦序列：v(n)=cos,且0复合函数序列：v(n)=0.9sin（3）计算实指数序列v1(n)的N点离散频谱V1(k)，记录N为不同的2的幂次方时的V1(k)值，并与理论值V(k)进行分析比较。（4）计算周期为N的余弦序列v2（n）的N点FFT，2N点FFT及（N+2）点F
3、FT，记录结果并作分析说明。(5)已知信号x(t)=0.15sin(2(，其中f1=1Hzk,f2=2Hzk,f3=3Hz,取样频率为32Hz。编程实现：32点FFT，画出其幅度谱。64点FFT，画出其幅度谱，比较两者间的差异，思考实际频率与离散频谱图中横坐标k的对应关系。（1）预习要求(2)clear allN=100;n=0:N-1;xn=0.9.n;XK=fft(xn,N);magXK=abs(XK);phaXK=angle(XK);subplot(1,2,1)plot(n,xn)xlabel(n);ylabel(x(n);title(x(n)N=100)subplot(1,2,2)k=
4、0:length(magXK)-1;k=k*(2/100)stem(k,magXK,.);xlabel(k);ylabel(|X(k)|);title(X(k)N=100);clear allN=100;n=0:N-1;xn=cos(2*pi/N*n);XK=fft(xn,N);magXK=abs(XK);phaXK=angle(XK);subplot(1,2,1)plot(n,xn)xlabel(n);ylabel(x(n);title(x(n)N=100)subplot(1,2,2)k=0:length(magXK)-1;k=k*(2/100)stem(k,magXK,.);xlabel(
5、k);ylabel(|X(k)|);title(X(k)N=100);clear allN=100;n=0:N-1;xn=0.9*sin(2*pi/N*n)+0.6*sin(9*pi/N*n);XK=fft(xn,N);magXK=abs(XK);phaXK=angle(XK);subplot(1,2,1)plot(n,xn)xlabel(n);ylabel(x(n);title(x(n)N=100)subplot(1,2,2)k=0:length(magXK)-1;k=k*(2/100)stem(k,magXK,.);xlabel(k);ylabel(|X(k)|);title(X(k)N=
6、100);(3)N=32时clear allN=32;n=0:N-1;xn=0.9.n;XK=fft(xn,N);magXK=abs(XK);phaXK=angle(XK);subplot(1,2,1)plot(n,xn)xlabel(n);ylabel(x(n);title(x(n)N=32)subplot(1,2,2)k=0:length(magXK)-1;k=k*(2/100)stem(k,magXK,.);xlabel(k);ylabel(|X(k)|);title(X(k)N=32); N=64时clear allN=64;n=0:N-1;xn=0.9.n;XK=fft(xn,N);
7、magXK=abs(XK);phaXK=angle(XK);subplot(1,2,1)plot(n,xn)xlabel(n);ylabel(x(n);title(x(n)N=64)subplot(1,2,2)k=0:length(magXK)-1;k=k*(2/100)stem(k,magXK,.);xlabel(k);ylabel(|X(k)|);title(X(k)N=64); N=128时clear;clc;N=128;n=0:N-1;xn=0.9.n;XK=fft(xn,N);magXK=abs(XK);phaXK=angle(XK);subplot(1,2,1)plot(n,xn)
8、xlabel(n);ylabel(x(n);title(x(n)N=128)subplot(1,2,2)k=0:length(magXK)-1;k=k*(2/100)stem(k,magXK,.);xlabel(k);ylabel(|X(k)|);title(X(k)N=128);N=256时：clear allN=256;n=0:N-1;xn=0.9.n;XK=fft(xn,N);magXK=abs(XK);phaXK=angle(XK);subplot(1,2,1)plot(n,xn)xlabel(n);ylabel(x(n);title(x(n)N=256)subplot(1,2,2)k
9、=0:length(magXK)-1;k=k*(2/100)stem(k,magXK,.);xlabel(k);ylabel(|X(k)|);title(X(k)N=256);N=1024时：clear allN=1024;n=0:N-1;xn=0.9.n;XK=fft(xn,N);magXK=abs(XK);phaXK=angle(XK);subplot(1,2,1)plot(n,xn)xlabel(n);ylabel(x(n);title(x(n)N=1024)subplot(1,2,2)k=0:length(magXK)-1;k=k*(2/100)stem(k,magXK,.);xlab
10、el(k);ylabel(|X(k)|);title(X(k)N=1024); （4）计算周期为N的余弦序列v2（n）的N点FFT，2N点FFT及（N+2）点FFT，记录结果并作分析说明。clear allN=100;n=0:N-1;xn=cos(2*pi/N*n);XK=fft(xn,2*N);magXK=abs(XK);phaXK=angle(XK);subplot(1,2,1)plot(n,xn)xlabel(n);ylabel(x(n);title(x(n)N=100)subplot(1,2,2)k=0:length(magXK)-1;k=k*(2/100)stem(k,magXK,.
11、);xlabel(k);ylabel(|X(k)|);title(X(k)N=100); clear allN=100;n=0:N-1;xn=cos(2*pi/N*n);XK=fft(xn,2+N);magXK=abs(XK);phaXK=angle(XK);subplot(1,2,1)plot(n,xn)xlabel(n);ylabel(x(n);title(x(n)N=100)subplot(1,2,2)k=0:length(magXK)-1;k=k*(2/100)stem(k,magXK,.);xlabel(k);ylabel(|X(k)|);title(X(k)N=100); 四、实验小结五、教师评语 教师签字： 年 月 日
