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1、 一、实验目的一、实验目的 分析常用窗函数的时域和频域特性，灵活运用窗函数分析信号频谱和设计FIR数字滤波器。二、二、 实验原理实验原理 在确定信号谱分析、随机信号功率谱估计以及FIR数字滤波器设计中，窗函数的选择起着重要的作用。在信号的频谱分析中，截短无穷长的序列会造成频率泄漏，影响频谱分析的精度和质量。合理选取窗函数的类型，可以改善泄漏现象。在FIR数字滤波器设计中，截短无穷长的系统单位脉冲序列会造成FIR滤波器幅度特性的波动，且出现过渡带。 窗函数名称 时域表示式 MATLAB实现矩形窗(Rectangle)1w=boxcar(N) 或 w=ones(N,1)(Hanning)w=1/2

2、*(1-cos(2*pi*k/(N-1)哈明窗(Hamming)w=0.54-0.46*cos(2*pi*k/(N-1)布拉克曼窗(Blackman)w=0.42-0.5*cos(2*pi*k/(N-1)+0.08*cos(4*pi*k/(N-1)(一种三角形窗)w=1-abs(2*(k-(N-1)/2)/(N-1)(Kaiser)w=Kaiser(N,beta)beta控制kaiser窗形状的参数)12cos1(5.0Nk12cos46. 054. 0Nk14cos08. 012cos5 . 042. 0NkNk12121NNk)(1211020INkI 分析长度N=51点矩形窗的时域波形及

3、频谱N=51;w=boxcar(N);Y=fft(w,256);subplot(2,1,1);stem(0:N-1,w);subplot(2,1,2);Y0= abs(fftshift(W);plot(-128:127, Y0)运算结果如图所示。0510152025303540455000.20.40.60.81-150-100-500501001500204060 三、实验内容三、实验内容1. 分析并绘出常用窗函数的时域特性波形。2. 利用fft函数分析常用窗函数的频域特性, 并从主瓣宽度和 旁瓣相对幅度两个角度进行比较分析。3. 研究凯塞窗(Kaiser)的参数选择对其时域和频域的影响。

4、(1) 固定beta=4，分别取N=20, 60, 110； (2) 固定N=60，分别取beta=1,5,11。 三、实验内容三、实验内容4. 序列 ，分析其频谱。 (1) 利用不同宽度N的矩形窗截短该序列, N分别为 20,40,160，观察不同长度N的窗对谱分析结果的影响； (2) 利用哈明窗重做 (1)； (3) 利用凯塞窗重做 (1)； (4) 比较和分析三种窗的结果； (5) 总结不同长度或类型的窗函数对谱分析结果的影响。kkkx209cos2011cos5 . 0 1. 什么是信号截短？什么是吉布斯(Gibbs)现象？ 增加长度N能消除吉布斯现象吗？应该如何解决？2. 非矩形窗有哪些？相比矩形窗，其优缺点有哪些？3. 怎

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