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文档简介

基于加窗的频谱分析设信号为x(t)=sin(ωt+10π/180)+0.5sin(3ωt+20π/180)+0.5sin(5ωt+40π/180)+0.4sin(7ωt+60/180)+0.3sin(9ω/180)+0.2sin(11ωt+90π/180)ω=99π。1、分别用矩形窗、汉宁窗、哈明窗、布莱克曼+FFT对信号进行频谱分析,分析各窗函数对频谱分析的影响;2、在采样频率一定时,增加截断时间长度,分析截断时间长度对频谱分析的影响;3、在截断时间长度一定时,修改采样频率,分析采样频率对频谱分析的影响;4、给出所有MATLAB程序及相关频谱图.1.该信号的最高频率fc=544.5Hz,Tcmax=0.02s,了分析各窗函数对频谱分析的影响定采样频率fs=2048Hz=3.76f*fc,截断时间Tp=Tcmax=0.02s,所以采样周期T=1/fs。采样点数N=Tp/T=40,4096点DFT运算首先观察各窗函数的时域和频域波形

当采样频率fs=2048Hz,截断时间Tp=0.02s,即采样点数N=40别用矩形窗、汉宁窗、哈明窗、布莱克曼窗截取信号,并给出相关频谱图1/6

][]*[]*[][]*[]*[][]*[]*[][]*[]*[][]*[]*[][]*[]*[][]*[]*[][]*[]*[矩窗取0.5

取0.5

hamming窗截取0.5

0.5

blackman窗取20002.令采样频率fs=2000Hz,增加截断时间,即采样点数N从40,160,320变化观察频谱变化,频率分辨率为5012.56.25矩形窗截取

矩形窗截取

矩形窗截取NkX

11N0.540.5kX

N8kX

10.50

050015002000hanning窗截取

00050020002500hanning窗截取

05001000150020002500hanning窗截取NkX

11N0.540.5kX

N8kX

10.50

050015002000hamming截取

00050020002500hamming截取

05001000150020002500hamming截取NkX

11N0.540.5kX

N8kX

10.50

050015002000窗截取

00050020002500窗截取

05001000150020002500窗截取NkX

11N0.540.5kX

N8kX

10.50

050015002000

00050020002500

05001000150020002500令采样频率fs=2000Hz,增加截断时间即采样点数N从20,80,160化观察频谱变化,频率分辨率为1002512.52/6

][]*[]*[][]*[]*[][]*[]*[][]*[]*[][]*[]*[][]*[]*[][]*[]*[][]*[]*[][]*[]*[][]*[]*[][]*[]*[][]*[]*[][]*[]*[][]*[]*[][]*[]*[][]*[]*[矩形窗截取

矩形窗截取

矩形窗截取k

110.540.5k

8k

10.50

05001000

15002000

000500100015002000

05001000

15002000hanning截取

hanning截取

hanning截取111k

0.540.5k

8k

0.50

05001000

15002000

000500100015002000

05001000

15002000hamming窗截取

hamming截取

hamming取111k

0.540.5k

8k

0.50

05001000

15002000

000500100015002000

05001000

15002000blackman截取

blackman窗截取

blackman截取111k

0.540.5k

8k

0.50

0500100015002000

000500100015002000

0500100015002000令采样频率fs=2000Hz,增加断时间,即采样点数N从10,40,80变化观察频谱变化,频率分辨率为2005025矩形窗截取

矩形窗截取

矩形窗截取k

110.540.5k

8k

10.50

05001000

15002000

000500100015002000

05001000

15002000hanning截取

hanning截取

hanning截取111k

0.540.5k

8k

0.50

05001000

15002000

000500100015002000

05001000

15002000hamming窗截取

hamming截取

hamming取111k

0.540.5k

8k

0.50

05001000

15002000

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05001000

15002000blackman截取

blackman窗截取

blackman截取111k

0.540.5k

8k

0.50

0500100015002000

000500100015002000

0500100015002000由图可见,随着截断时间的增加,主瓣脉宽越窄,旁瓣峰值越大,虽然频谱泄露越来越小,但谱间干扰也越来越严重3.令截断时间Tp=0.02s,增加采样频率fs=2000Hz,fs分别等于fs,4*fs,8*fs,采样点数为40,160,320观察频谱变化。频率分辨率为观察频谱在全频范围内:3/6

][]f*[]f*[][]f*[]f*[][]f*[]f*[][]f*[]f*[][]f4[]f*[][s]f4[s]f*[s][]f4[]f*[][]f4[]f*[][]f*[]f*[][]f*[]f*[][]f*[]f*[][]f*[]f*[][]f4[]f*[][s]f4[s]f*[s][]f4[]f*[][]f4[]f*[矩形窗截取

矩形窗截取

矩形窗截取11

1sfsF

0.5

s4sF

0.5

s8sF

0.50

00050010002000250004000800000.5

1.5

2x10

hanning窗截取

hanning截取

hanning窗截取11

1sfsF

0.5

s4sF

0.5

s8sF

0.50

00050010002000250004000800000.5

1.5

2x10

hamming窗截取

hamming截取

hamming截取11

1sfsF

0.5

s4sF

0.5

s8sF

0.50

00050010002000250004000800000.5

1.5

2x10

窗截取

窗截取

窗截取11

1sfsF

0.5

s4sF

0.5

s8sF

0.50

00050010002000250004000800000.51.5

2x10

观察频谱在4000Hz范围内:矩形窗截取

矩形窗截取

矩形窗截取sfsF

11s0.5*0.5sF

s8sF

10.50

01000

30004000

000100030004000

010002000

30004000hanning窗截取

hanning窗截取

hanning窗截取111sfF

s0.5*0.5F

s8F

0.50

01000

30004000

000100030004000

010002000

30004000hamming截取

hamming截取

hamming截取111sfsF

s0.5*0.5sF

s8sF

0.50

01000

30004000

000100030004000

010002000

30004000窗截取

窗截取

窗截取111sfsF

s0.5*0.5sF

s8sF

0.50

0100030004000

000100030004000

01000200030004000令截断时间Tp=0.02s,增加采样频率,fs=1000Hz,fs分别等于fs,4*fs,8*fs,采样点数为20,80,160观察频谱变化,频率分辨率为4/6

][]f4[]f*[][]f4[]f*[][]f4[]f*[][]f4[]f*[][]f4[]f*[][]f4[]f*[][]f4[]f*[][]f4[]f*[][]f4[]f*[][]f4[]f*[][]f4[]f*[][]f4[]f*[][]f4[]f*[][]f4[]f*[][]f4[]f*[][]f4[]f*[矩形窗截取

矩形窗截取

矩形窗截取sfsF

11s0.5*0.5sF

s8sF

10.50

01000

30004000

000200030004000

01000

30004000hanning截取

hanning截取

hanning截取111sfsF

s0.5*0.5sF

s8sF

0.50

01000

30004000

000200030004000

01000

30004000hamming窗截取

hamming截取

hamming取111sfsF

s0.5*0.5sF

s8sF

0.50

01000

30004000

000200030004000

01000

30004000blackman截取

blackman窗截取

blackman截取111sfsF

s0.5*0.5sF

s8sF

0.50

0100030004000

000200030004000

0100030004000令截断时间Tp=0.02s,增加采样频率,fs=500Hz,fs分别等于fs,4*fs,8*fs,采样点数为10,40,80观察频谱变化,频率分辨率为矩形窗截取

矩形窗截取

矩形窗截取sfsF

11s0.5*0.5sF

s8sF

10.50

01000

30004000

000200030004000

01000

30004000hanning截取

hanning截取

hanning截取111sfsF

s0.5*0.5sF

s8sF

0.50

01000

30004000

000200030004000

01000

30004000hamming窗截取

hamming截取

hamming取111sfsF

s0.5*0.5sF

s8sF

0.50

01000

30004000

000200030004000

01000

30004000blackman截取

blackman窗截取

blackman截取111sfsF

s0.5*0.5sF

s8sF

0.50

0100030004000

000200030004000

0100030004000观察频谱在1000

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