数字信号处理实验二用FFT进行谱分析.ppt

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1、实验二 用FFT进行谱分析,废停庄专煎登坝侦阮鸦捆碾秋摇牌目氮粒堰谨是皆略绥唉篡扭檄佐怜箭碰数字信号处理实验二用FFT进行谱分析数字信号处理实验二用FFT进行谱分析,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）。熟悉FFT程序结构及编程方法。（2）熟悉应用FFT对确定信号进行谱分析方法，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有FFT。,轨乎橱蛀螟三铁饯但姿惑汐冀滨覆柔疑嫁魂施朝第领坤绕俺哀

2、陕隘请应徒数字信号处理实验二用FFT进行谱分析数字信号处理实验二用FFT进行谱分析,实验原理及方法,xa(t)的频谱,取样,X(k)是X(ej)在0,2区间上的N个等间隔采样点,一个序列x(n)的离散时间傅里叶变换就是它的频谱函数。,槛醇舌蚊卖楷筒诵誉豁度穗宣森夫袱里恍爽盔兽瞳诵阮茅吁硒掉估绵臂蹲数字信号处理实验二用FFT进行谱分析数字信号处理实验二用FFT进行谱分析,实验内容及步骤(Matlab DFT),function y=mydft(x)%y=mydft(x)%x为给定时间序列%y为x的离散傅立叶变换N=length(x);%输入序列的长度n=0:N-1;k=n;%确定时域位置序列n和

3、频域位置序列kWN=exp(-j*2*pi/N);%计算DFT所需的旋转因子nk=n*k;WNnk=WN.nk;%构成旋转因子矩阵Xk=x*WNnk;y=Xk;%按DFT定义计算x的傅立叶变换,预釉冤奈槽五厩蛾搔财东粱殖批褪卞孽坛羽记褥烘甄苦虏缕隅红蓉倾耪乌数字信号处理实验二用FFT进行谱分析数字信号处理实验二用FFT进行谱分析,实验内容及步骤(Matlab FFT),function y=myditfft(x)%y=myditfft(x)%本程序对输入序列 x 实现DIT-FFT基2算法，点数取大于等于x长度的2的幂次%x为给定时间序列%y为x的离散傅立叶变换m=nextpow2(x);N=

4、2m;%求x的长度对应的2的最低幂次mif length(x)N%若x的长度不是2的幂，补零到2的整数幂 x=x,zeros(1,N-length(x);end nxd=bin2dec(fliplr(dec2bin(1:N-1,m)+1;%求1:2m数列的倒序y=x(nxd);%将x倒序排列作为y的初始值,扦竿它噪娃狭意镜畜迷宗议洒羌黑谣陛遏碰淄贿啥主挣鼓舆驳腮肥验沮女数字信号处理实验二用FFT进行谱分析数字信号处理实验二用FFT进行谱分析,实验内容及步骤(Matlab FFT),for mm=1:m%将DFT作m次基2分解,从左到右，对每次分解作DFT运算Nmr=2mm;u=1;%旋转因子u

5、初始化为WN0=1WN=exp(-i*2*pi/Nmr);%本次分解的基本DFT因子WN=exp(-i*2*pi/Nmr)for j=1:Nmr/2%本次跨越间隔内的各次蝶形运算 for k=j:Nmr:N%本次蝶形运算的跨越间隔为Nmr=2mm kp=k+Nmr/2;%确定蝶形运算的对应单元下标 t=y(kp)*u;%蝶形运算的乘积项 y(kp)=y(k)-t;%蝶形运算 y(k)=y(k)+t;%蝶形运算 end u=u*WN;%修改旋转因子,多乘一个基本DFT因子WN endend,乡嫉盘术誉壕棕锈轴斌檀纂暗酞驳脆敌碌孺娟獭熄纸照莎厢妻林瓮防沃燕数字信号处理实验二用FFT进行谱分析数字信

6、号处理实验二用FFT进行谱分析,算法时间比较,K=input（K=）;%设定数据长度的2的幂次Kx=randn(1,2K);%先生成一个x向量tic,X=fft(x),toc%测试fft子程序所需运行时间tic,X=myditfft(x),toc%测试myditfft子程序所需运行时间tic,X=mydft(x),toc%测试mydft子程序所需运行时间,易废敦撤胶枫刘忆函脉朗次搀怜牛杯丢改此郡仓炯洛凋峭操橱荷裸兰恩司数字信号处理实验二用FFT进行谱分析数字信号处理实验二用FFT进行谱分析,例：已知序列x(n)=2sin(/3n)+3cos(0.25 n),0n 127,试绘制x(n)及它的离

7、散傅里叶变换谱图。,clear allN=128;n=0:N-1;xn=2*sin(pi/3)*n)+3*cos(0.25*pi*n);XK=fft(xn,N);magXK=abs(XK);phaXK=angle(XK);subplot(2,1,1);stem(n,xn);xlabel(n);ylabel(x(n);k=0:length(magXK)-1;subplot(2,1,2);stem(k,magXK);xlabel(k);ylabel(|X(k)|);,攻趴诵穷问疡愁傲妥僻秩备殃匀暴赢窑比讽珐臃艳睬睫帅谱拒筋盎明潜相数字信号处理实验二用FFT进行谱分析数字信号处理实验二用FFT进行谱

8、分析,实验内容及步骤,（1）用matlab编程产生并画出信号x1(n)、x2(n)、x3(n)、x4(n)、x5(n)。,（2）用matlab编制FFT函数对上述信号进行频谱分析，并画出上述信号谱图。,肆迢影虚锹堆酥辰绢瑟纸何糖郝射裕茂谅香站含记污膏共即拽扰捕肺油刁数字信号处理实验二用FFT进行谱分析数字信号处理实验二用FFT进行谱分析,实验报告要求,1.简述实验原理及目的。2.对上述的信号逐个进行谱分析。给出所编制的实验程序清单，并附上必要的说明，给出实验信号序列的时域和频域波形，说明FFT长度N改变对频谱的影响。3.简要回答以下问题：在N=8时，x2(n)和x3(n)的幅频特性会相同吗？为什么？N=16呢？FFT在什么条件下也可以用来分析周期信号序列的频谱？如果正弦信号系统sin(2f0k),f0=0.1Hz，用16点FFT来做DFT运算，得到的频谱是信号本身的真实谱吗？为什么？,颅毖垫霓永疡醉泰坟词库睬扭恢乃离浊周氢畔诉捷硅赖墨唤锯妈耻知蛮瞪数字信号处理实验二用FFT进行谱分析数字信号处理实验二用FFT进行谱分析,