哈工大数字信号处理实验报告实验一.doc

Harbin Institute of Technology数字信号处理实验报告学生姓名：学号：班级：专业：任课教师：所 在 院 系：2015年12月实验一：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FFT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、实验内容(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。(3) 编制信号产生子程序，产生以下典型信号供谱分析用： ， ， ， 其它 ， ， 0 ， 其它 三程序框图下图给出了主程序框图，供参考。本实验提供FFT子程序和通用绘图子程序。四、实验过程(1) 画出步骤二中所给出的信号，并逐个进行谱分析。下面给出针对各信号的FFT变换区间N以及对连续信号x6(t)的采样频率fs，供实验时参考。 x1(n), x2(n), x3(n), x4(n), x5(n): N=8, 16 x6(t): fs=64(Hz), N=16, 32, 64（n=0:1:69）(2) 令x7(n)=x4(n)+x5(n)，用FFT计算8 点和16 点离散傅里叶变换， X(k)=DFTx(n)(3) 令x8(n)=x4(n)+jx5(n)，重复(2)直接运行程序，按照实验内容及程序提示键入18，分别对及x1(n) x6(n)、x7(n)=x4(n)+x5(n)，x8(n)=x4(n)+jx5(n)进行谱分析。输出的波形x1(n) x5(n)及其8点DFT和16点DFT，x6(n)的16点、32点和64点采样序列及其DFT。五、实验结果及分析1及其8点和16点DFT2及其8点和16点DFT3及其8点和16点DFT4的8点和16点波形及其DFT5的8点和16点波形及其DFT6的16点、32点和64点采样序列波形及其DFT7.的8、16点DFT8.的8点和16点DFT9.的8点和16点DFT六、实验源程序第一问：function display1for i=1:6figure(i);display1_6(i);endfunction dft1_6(i,N) if i=3 str1=x,_,num2str(i),(n),的,num2str(N),点DFT; x,n=xn(i,N); X=abs(fft(x,N); stem(0:N-1,X); title(str1); else str1=x,_,num2str(i),(n),的,num2str(N),点DFT; x,n=xn(i,N); X=abs(fft(x(:,1:N),N); stem(0:N-1,X); title(str1); end function shiyu1_6(i,N)if i6str=x,_,num2str(i),(n);x,n=xn(i,N);stem(0:N-1,x(1:N);title(x_,num2str(i),(n)else t=0:0.01:1; x=cos(8*pi*t)+cos(16*pi*t)+cos(20*pi*t); plot(t,x); title(x_6(t)endfunction test_x6()for i=1:3 str4=x_6(n)的,num2str(8*2i),点DFT;subplot(2,2,i+1);n=0:1:(8*2i-1);x=cos(8*pi*n/64)+cos(16*pi*n/64)+cos(20*pi*n/64);X=abs(fft(x,8*2i);stem(0:1:(8*2i-1),X);title(str4);endfunction display1_6(i)if i=5 for i1=1:2 subplot(2,2,i1); shiyu1_6(i,8*i1); end for i2=1:2 subplot(2,2,i2+2); dft1_6(i,8*i2); endelse subplot(2,2,1); shiyu1_6(i,8); test_x6(); end第二问：x1,n1=xn(4,8);x2,n2=xn(5,8);x=x1+x2;for i=1:2X=abs(fft(x,8*i);str2=x_7的,num2str(8*i),点DFT;subplot(2,1,i);stem(0:8*i-1,X);title(str2);end第三问：x1,n1=xn(4,8);x2,n2=xn(5,8);x3=x2*j;x=x1+x3;for i=1:2X=abs(fft(x,8*i);str3=x_8的,num2str(8*i),点DFT;subplot(2,1,i);stem(0:8*i-1,X);title(str3);endx1,n1=xn(4,8);n2=0:19;x2=sin(pi/4*n2);x3=x2*j;x=x1+x3;for i=1:2str4=x_9的,num2str(8*i),点DFT;X=abs(fft(x,8*i);subplot(2,1,i);stem(0:8*i-1,X);title(str3);end七、思考题1在N=8时，和的幅频特性会相同吗？为什么？N=16呢？答：N=8时两个的幅频特性相同，因为二者互为循环时移的结果。N=16时两个的幅频特性不相同，因为3零以后无法通过平移得到。2.如果周期信号的周期预先不知道，如何用FFT进行谱分析？答：周期信号的周期预先不知道时,可先截取M点进行DFT,再将截取长度扩大1倍截取,比较结果,如果二者的差别满足分析误差要求,则可以近似表示该信号的频谱,如果不满足误差要求就继续将截取长度加倍,重复比较,直到结果满足要求八、实验总结与体会在实验中我发现一个序列的DFT如果点数不同，