典型序列頻譜分析..

1、2傅里葉變換 幅度譜及相位譜. 頻移 時(shí)移 時(shí)域圖形 傅里葉變換 幅度譜與相位譜. 頻移 時(shí)移 時(shí)域圖形 傅里葉變換 幅度譜與相位譜. 時(shí)移 頻移 幅度特性曲線. 周期序列的DFS. 傅里葉變換 心得與體會(huì)4445677891010 未定義書(shū)簽。 未定義書(shū)簽。 未定義書(shū)簽。 未定義書(shū)簽。 未定義書(shū)簽。1112錯(cuò)誤! 錯(cuò)誤! 錯(cuò)誤! 錯(cuò)誤! 錯(cuò)誤!第1章設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 11. 1對(duì)于三種典型序列-單位采樣序列、實(shí)指數(shù)序列、矩形序列 1.2自行設(shè)計(jì)一個(gè)周期序列.第2章原理及過(guò)程.1設(shè)計(jì)原理第3章設(shè)計(jì)內(nèi)容.1.1單位采樣序列1.1.1時(shí)域波形1.21.31.41.52.12.22.32.42.53.

2、13.23.33.43.54.14.44.513第4章 參考文獻(xiàn)1214第1章 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求91.1對(duì)于三種典型序列單位采樣序列、實(shí)指數(shù)序列、矩形序列（3）對(duì)以上序列分別進(jìn)行 對(duì)以上序列的頻譜分 驗(yàn)證傅里葉變換的要求：（1）畫(huà)出以上序列的時(shí)域波形圖；（2 ）求出以上序列的傅里葉變換;畫(huà)出以上序列的幅度譜及相位譜，并對(duì)相關(guān)結(jié)果予以理論分析；（4）時(shí)移，畫(huà)出時(shí)移后序列的頻譜圖，驗(yàn)證傅里葉變換的時(shí)移性質(zhì)；（5）別進(jìn)行頻移，求出頻移后頻譜所對(duì)應(yīng)的序列，并畫(huà)出序列的時(shí)域波形圖，頻移性質(zhì)。1.2自行設(shè)計(jì)一個(gè)周期序列要求：（1）畫(huà)出周期序列的時(shí)域波形圖；（2）求周期序列的DFS并畫(huà)出幅度特性曲線；（3）求

3、周期序列的FT,并畫(huà)出幅頻特性曲線；（4）比較DFS和 FT的結(jié)果，從中可以得出什么結(jié)論。第2章原理及過(guò)程運(yùn)用Matlab及相關(guān)軟件，對(duì)三種典型序列進(jìn)行頻譜分析，得到并驗(yàn)證相應(yīng)的結(jié)果。MATLAB是由美國(guó) mathworks公司發(fā)布的主要面對(duì)科學(xué)計(jì)算、可視化以及交互式程序設(shè)計(jì)的高科技計(jì)算環(huán)境。它將數(shù)值分析、矩陣計(jì)算、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非線性 動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強(qiáng)大功能集成在一個(gè)易于使用的視窗環(huán)境中，為科學(xué)C、Fortran）的編輯研究、工程設(shè)計(jì)以及必須進(jìn)行有效數(shù)值計(jì)算的眾多科學(xué)領(lǐng)域提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言（如模式，代表了當(dāng)今國(guó)際科學(xué)計(jì)算軟件

4、的先進(jìn)水平。1MATLAB和Mathematica、Ma pie并稱(chēng)為三大數(shù)學(xué)軟件。它在數(shù)學(xué)類(lèi)科技應(yīng)用軟件中在數(shù)值計(jì)算方面首屈一指。MATLAB可以進(jìn)行矩陣運(yùn)算、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶(hù)界面、連I- TtT- P -r_ f f -I_J.E I接其他編程語(yǔ)言的程序等，主要應(yīng)用于工程計(jì)算、控制設(shè)計(jì)、信號(hào)處理與通訊、圖像處理、信號(hào)檢測(cè)、金融建模設(shè)計(jì)與分析等領(lǐng)域。MATLAB的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達(dá)式與數(shù)學(xué)、工程中常用的形式十分相似，故用 MATLAB來(lái)解算問(wèn)題要比用C, FORTRAN等語(yǔ)言完成相同的事情簡(jiǎn)捷得多，并且 MATLAB也吸收了像 Maple等軟件的優(yōu)點(diǎn)，使MAT

5、LAB成為一個(gè)強(qiáng)大的數(shù)學(xué)軟件。在新的版本中也加入了對(duì)C，F(xiàn)ORTRAN C+，JAVA的支持。可以直接調(diào)用，用戶(hù)也可以將自己編寫(xiě)的實(shí)用程序?qū)氲組ATLAB函數(shù)庫(kù)中方便自己以后調(diào)用，此外許多的MATLAB愛(ài)好者都編寫(xiě)了一些經(jīng)典的程序，用戶(hù)可以直接進(jìn)行下載就可以用。利用傅里葉變換的方法對(duì)振動(dòng)的信號(hào)進(jìn)行分解，并按頻率順序展開(kāi)，使其成為頻率的函數(shù)，進(jìn)而在頻率域中對(duì)信號(hào)進(jìn)行研究和處理的一種過(guò)程，稱(chēng)為頻譜分析。將信號(hào)在時(shí)間域中的波形轉(zhuǎn)變?yōu)轭l率域的頻譜，進(jìn)而可以對(duì)信號(hào)的信息作定量 解釋。對(duì)信號(hào)進(jìn)行頻譜分析，是對(duì)其進(jìn)行傅里葉變換，得到其振幅譜與相位譜。分析軟件主要為Matlab。對(duì)于信號(hào)來(lái)說(shuō)，分模擬信號(hào)與數(shù)

6、字信號(hào)。進(jìn)行頻譜分析時(shí)，對(duì)于模擬信號(hào)來(lái)說(shuō)，首先對(duì)其進(jìn)行抽樣，使其離散化，然后利用離散傅里葉變換（DFT）或者快速傅里葉變換（FFT），然后對(duì)其幅度（ABS）和相位（ANGLE的圖像進(jìn)行分析，而對(duì)于數(shù)字信號(hào)來(lái)說(shuō)，則可直接進(jìn)行離散傅里葉變換或快速傅里葉變換第3章設(shè)計(jì)內(nèi)容1.1單位采樣序列1.1.1時(shí)域波形程序：n=-5:10;y=zeros(1,5),1,zeros(1,10);stem( n,y)axis(-5,10,0,2);titleC單位取樣序列')單位采樣厚列0.90.3040.30.20.1時(shí)間fn)1.2傅里葉變換程序:clear cic%俞入信號(hào)時(shí)域信號(hào)xn=-5:10;%

7、時(shí)域信號(hào)的時(shí)間范圍 x=zeros(1,5),1,zeros(1,10);%w=0:1e-2:2;% 想要觀察的頻率范圍%預(yù)定義 y=w;a=w;j=sqrt(-1);%先定義變量維度，提高運(yùn)算速度%計(jì)算頻點(diǎn) for i=1:le ngth(w) f=tra pz( n,x.*ex p(-j*w(i)* n);y(i)=abs(f);a(i)=a ngle(f);end%俞出 sub plot(3,1,1).plot( n,x) sub plot(3,1,2), plot(w,y) sub plot(3,1,3),plot(w,a)1.3幅度譜及相位譜n=1:50; %定義序列的長(zhǎng)度是50 x

8、=zeros(1,50); % 注意：MATLAB中數(shù)組下標(biāo)從1開(kāi)始 x(1)=1;單位沖擊信號(hào)序列');close all;sub plot(3,1,1);stem(x);title(' k=-25:25;X=x*(ex p(-j*p i/12.5)A( rTk); magX=abs(X); %繪制x(n)的幅度譜 sub plot(3,1,2);stem(magX);title('單位沖擊信號(hào)的幅度譜)；angX=angle(X); % 繪制 x(n)的相位譜sub plot(3,1,3);stem(a ngX) ; title ('單位沖擊信號(hào)的相位譜&#

9、39;);里位沖擊信號(hào)序列0.505101520253035404550單位沖擊信號(hào)的幅度譜單位沖擊信號(hào)的相位譜1.4頻移程序:fs=256;N=256; %采樣頻率和數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)n=0:N-1;t=n/fs; % 時(shí)間序列 f=20; %定義信號(hào)中心頻率(hz)x=zeros(1,5),1,zeros(1,10); %信號(hào)淋序區(qū)y1=fft(x,N); %對(duì)信號(hào)進(jìn)行快速 Fourier變換 y2=fftshift(y1);mag2=abs(y2);f仁n *fs/N;% 頻率序列f2=n*fs/N-fs/2; %shift后頻率序列繪出隨頻率變化的振幅sub plot(4,1,1), plot(

10、f2,mag2,丫')； %"111m11-1 AC-1 lf>O1 rtrt1.5時(shí)移程序N=50;n=0:N-1;M=20;xn=1 zeros(1,N);nm=mod( (n-M),N);xm=x n(n m+1);sub plot(3,1,1),stem(xm);title('|X(k)|');k=-25:25;X=x*(ex p(-j* pi/25)A( nm)'*k); magX=abs(X); %繪制x(m)的幅度譜 sub plot(3,1,2);stem(magX);title('矩形序列的幅度譜)；angX=angle

11、(X); % 繪制 x(m)的相位譜sub plot(3,1,3);stem(a ngX) ; title ('矩形序列相位譜');0.5510152.1時(shí)域圖形程序：n=-5:10;y=zeros(1,5),o nes(1,5),zeros(1,6);plot( n,y)stem( n,y)axis(-5,10,0,2);title('矩形序列');10矩形信號(hào)序列2.2傅里葉變換程序:clear cic%俞入信號(hào)n=-5:10;%時(shí)域信號(hào)的時(shí)間范圍時(shí)域信號(hào)x=zeros(1,5),1,zeros(1,10);%w=0:1e-2:2;% 想要觀察的頻率范圍%預(yù)

12、定義 y=w； a=w;j=sqrt(-1);%先定義變量維度，提高運(yùn)算速度%計(jì)算頻點(diǎn) for i=1:le ngth(w) f=tra pz( n,x.*ex p(-j*w(i)* n);y(i)=abs(f); a(i)=a ngle(f);end%輸出 sub plot(3,1,1), plot( n,x) sub plot(3,1,2), plot(w,y) sub plot(3,1,3),plot(w,a)10"IT<j>10152025303540452.3幅度譜與相位譜程序:n=1:50;x=sig n( sig n(10-n )+1);close all;

13、sub plot(3,1,1); stem(x);title(' k=-25:25;矩形信號(hào)序列）；X=x*(ex p(-j*p i/25)A( n'*k);magX=abs(X); %繪制x(n)的幅度譜sub plot(3,1,2);stem(magX);title('矩形序列的幅度譜');angX=angle(X); %繪制 x(n)的相位譜subplot(3,1,3);stem(angX) ; title ('矩形序列相位譜');柜形序列0 5-110-50510152025303540矩形序列的幅度譜10S 10cp1S 2025303

14、540矩形序列的相位譜4551015202530354045142.4頻移程序：fs=256;N=256; % 采樣頻率和數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù) n=0:N-1;t=n/fs; %時(shí)間序列f=20; %定義信號(hào)中心頻率(hz) x=zeros(1,5),o nes(1,5),zeros(1,6); % 淋序區(qū)y1=fft(x,N); %對(duì)信號(hào)進(jìn)行快速 Fourier變換y2=fftshift(y1);mag2=abs(y2);f1=n *fs/N; % 頻率序列f2=n *fs/N-fs/2; %shift 后頻率序列 sub plot(4,1,1), plot(f2,mag2,丫')； %信號(hào)繪出

15、隨頻率變化的振幅5n.11 、pFJ/ f-、/'l廠 1F7J2I f J-150-100-5005010015.02.5時(shí)移程序:N=50;n=0:N-1;M=20;xn=sig n( sig n(10-n )+1);nm=mod( (n-M),N);xm=x n(n m+1);sub plot(3,1,1),stem(xm);title('|X(k)|');k=-25:25;X=x*(ex p(-j* pi/25)A( nm)'*k); magX=abs(X); %繪制x(m)的幅度譜矩形序列的幅度譜');sub plot(3,1,2);stem(

16、magX);title('angX=angle(X); % 繪制 x(m)的相位譜sub plot(3,1,3);stem(a ngX) ; title ('矩形序列相位譜');ix(kn圖104.1幅度特性曲線程序：n=1:50; % 定義序列的長(zhǎng)度是 50x=si n(pi*n); % 注意：MATLAB中數(shù)組下標(biāo)從1開(kāi)始close all;sub plot(3,1,1);stem(x);title('單位沖擊信號(hào)序列');k=-25:25;X=x*(ex p(-j*p i/12.5)A( rTk); magX=abs(X); %繪制x(n)的幅度譜

17、 sub plot(3,1,2);stem(magX);title('單位沖擊信號(hào)的幅度譜)；angX=angle(X); % 繪制 x(n)的相位譜單位沖擊信號(hào)的相位譜');sub plot(3,1,3);stem(a ngX) ; title ('塑位沖擊信號(hào)序列X 10嚴(yán)圖154.4周期序列的DFS程序:n=0:9;k=0:1:9;x=s in(5*p i* n);WN=ex p(-j*2* pi/9);nk=n'*k;WNn k=WNA nk;Xk=x*WN nk;xlabel('Xk')4.5傅里葉變換程序：fs=100;%設(shè)定采樣頻率

18、N=128;n=0:N-1;t=n/fs; %設(shè)定正弦信號(hào)頻率瀝成正弦信號(hào)x=s in(pi *t);figured);sub plot(231);plot(t,x);%作正弦信號(hào)的時(shí)域波形xlabel('t');ylabel('y');title('正弦信號(hào)y=2*pi*10t時(shí)域波形');grid;%進(jìn)行FFT變換并做頻譜圖進(jìn)行對(duì)應(yīng)的頻率轉(zhuǎn)換y=fft(x,N);% 進(jìn)行 fft 變換 mag=abs(y);% 求幅值f=(0:le ngth(y)-iy*fs/le ngth(y);%figured);sub plot(232);plot(f,mag);% 做頻譜圖axis(0,100,0,80);xIabelCylabel('title('頻率(Hz)');幅值')；Z/4k1 11正弦信號(hào)尸吋域逋形0.SQE06020正弦信號(hào)y= 頻謂SW-12eV 一D2040ED頻率(問(wèn)一丿陽(yáng) 1DD正弦信號(hào)y=2*pi*10t幅頻譜圖N=128');圖16第4章心得與體會(huì)這次的課設(shè)設(shè)計(jì)對(duì)我來(lái)說(shuō)時(shí)間是比較緊促的，但是門(mén)課程是一門(mén)動(dòng)手能力要求很高的課程，需要很多實(shí)踐操作才能真正的去掌握它，這次的課